INTRODUCCION

Acoustic systems incorporated (ASI), se especializa en el monitoreo de tuberías en línea y en tiempo real usando técnicas acústicas que proveen ventajas únicas para la detección de fugas en tuberias.

Tiempo mínimo en la detección y ubicación de fugas, típicamente dentro de un minuto luego de la ocurrencia de la fuga.

Calculo de ubicación de la fuga muy acertiva, típicamente entre +/- 30 metros o +/- 0.1% del punto de fuga.

Tasa de falsas alarmas extremadamente bajas (típicamente menos de una por año).

Usado en la mayoría de las tuberías presurizadas, incluyendo tuberías con flujo de una fase de líquido o gas y tuberías con flujo multifasico.

Muy sensitivo, detecta y ubica fugas muy pequeñas. Detecta fugas con o sin flujo (empuje), en estado de reposo, al igual que en varias

operaciones (válvulas abiertas/cerradas, bombas encendiéndose/apagándose, flujo en incremento/decremento, etc.).

Muy fácil de instalar y operar. Detección de fuga continúo en perdida de comunicación. Mantenimiento mínimo, no se requiere de calibraciones. Usados para válvulas de corte automáticas hasta la detección de la fuga. Bajo riesgo para las personas y el medioambiente. Reduce pérdidas financieras de producción y de limpieza en cado de un accidente.

El sistema de detección acústico de fugas (acoustic leak detección systems ALDS) emplea un hardware propietario para la detección de fugas en línea y tiempo real, y hardware y software asociado para la supervisión de comunicación, estructura de base de datos, análisis de datos, toma de decisiones, generación de reportes y manejo de alarmas. El sistema emplea combinaciones de radio, fibra óptica y cableada de comunicación con computadoras personales o centrales para las interfaces de operación. Las aplicaciones incluyen tuberías de flujo de líquido, gas y multifasico. Y consiste en líneas de transmisiones simples, redes, líneas subterráneas y líneas de transferencia de productos simples y múltiples.

El sistema de WaveAlert® es el único sistema de detección de fuga con un record establecido de no solo detectar fugas sino de automáticamente apagar válvulas en la tubería para limitar el daño ambiental y posibles víctimas. Esto puede ser solo acompañado con un mínimo número de falsas alarmas. (Ver sección 6.1 para ejemplos detallados).

2. DETECCION DE FUGAS EN TIEMPO REAL

2.1 MONITOREO DE TUBERIA

Mover fluidos por tuberías es un medio de transporte eficiente, seguro y efectivo. En años recientes, el millaje total de tuberías instaladas ha incrementado drásticamente. Esta tendencia se espera que continúe. Una amplia variedad de fluidos son transportados por tuberías, incluyendo crudo, gas natural, agua y productos derivados del petróleo. Muchos otros productos industriales líquidos y gaseosos, como monóxido de carbono, amoníaco, fenol, cumeno, acetona y lodo de cobre, son movidos por tuberías.

La responsabilidad de una tubería y sus operaciones recae en los operadores. Las fugas en tuberias son raras pero presentan serios problemas cuando ocurren. El problema más serio es la liberación de sustancias peligrosas. Aun si la liberación no es una amenaza a la vida, existe una preocupación sobre los efectos de las emisiones en el medioambiente y en la imagen pública de la empresa.

Una fuga no controlada representa la perdida de productos valioso, costos de limpieza, un incremento en el peligro en la vida y el medioambiente y costos en la imagen publica. La cantidad del producto perdido en una tubería monitoreada depende en lo siguiente:

La detección mínima de la dimensión del agujero Tiempo transcurrido desde la fuga hasta las acciones tomadas.

Costos adicionales incluyen la pérdida del servicio y costos de reparación. El tiempo requerido, para poner la tubería en servicio luego de la ocurrencia de una fuga puede ser grandemente reducido con la información a tiempo de la ubicación de la fuga. El sistema de detección de fuga de WaveAlert® provee información de la ocurrencia y ubicación de una fuga de manera rápida y asertiva basado en mediciones directas.

2.2 ESTADÍSTICAS DE FUGA

La siguiente estadística muestra las causas de fallas de tuberías conocidas mundialmente en los años recientes.

CAUSA PORCENTAJEDaño exterior 58%Falla material 18%Corrosión 15%Fallas de construcción 6%Otros 3%

Tabla I: causas conocidas de fallas en tuberías.

La mayoría de las fugas son causadas por la intervención de terceros, como excavadoras, retroexcavadoras y robos. Causas adicionales incluyen movimiento de tierras, terremotos, corrosión y derrumbes bajo cauces de ríos. Fallas en los materiales y procedimientos operativos no apropiados que causan daños en las presiones transitorias o aumentos de presión han sido también reportadas como causas de fugas.

3. DETECCION ACUSTICA DE FUGAS

Sistemas de detección acústicos de fugas (ALDS) son usados tanto en tuberías de líquidos como de gas al igual que en tuberías multifasicas para detectar fugas rápidamente y proveer límites en cuanto a pérdida del producto transportado.

Acoustic systems incorporated ha mejorado la tecnología de detección de fugas por medio de la detección de fugas más rápida, alta sensibilidad, ubicación de fugas precisas y tasa de falsas alarmas bajas con un mínimo de mantenimiento requerido. Estas mejoras fueron hechas durante el desarrollo y la aplicación de técnicas avanzadas de procesamiento de datos como el filtrado del diferencial. La señal en tiempo real es continuamnete comparada con los perfiles de fugas preestablecidos en una peracion particular o condición geométrica. Estos perfiles fueron desarrollados desde bases de datos establecidas durante 20 años de experimentos y pruebas de fugas en campo. Esta técnica no solo reduce drásticamente la tasa de falsas alarmas (una alarma falsa al año o menos), pero también mejoró significativamente la sensibilidad y la precisión de la ubicación de la fuga. Este sistema también detecta fugas en tuberías con productos en reposo (cero Flujo). Con el uso de GPS (sistema de posicionamiento global) no solo mejora la ubicación de fugas sino también permite una continua detección de fugas durante la pérdida de comunicación.

3.1 CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA

El ALDS WaveAlert® VII se muestra en la figura 3-1.

El ALDS incluye 3 ensambles mayores y enlases de comunicación asociados:

Procesador en sitio WaveAlert® VII (incluye ensamble con sensor acústico) Procesador nodo MasterComm™ VII. Computador de fuga ASI con software SCADA.

Las operaciones del sistema están resumidas en la figura 3-2

Figura 3-1: diagrama esquemático del sistema de detección acústico de fuga (ALDS).

3.1.1 Procesador en sitio WaveAlert® VII y sensor acústico.

Procesador en sitio WaveAlert® VII y sensor acústico están ubicados a lo largo de la tubería (usualmente cerca de las válvulas u otra ubicación designada) y comprende 2 conjuntos separados.

Los monitores del procesador en sitio de WaveAlert® reciben de uno o mas sensores acústicos y los distingue una señal de fuga de otros ruios de la tubería. La carcasa (figura 3-3) es un case de instrumentos estándar de 19” para montar en Rack.

El procesador de sitio de WaveAlert® puede estar ubicado en un rack estardar de 19” en una cabina electrónica y puede estar ubicado bien en una caseta de equipos con estándar NEMA-3R (a prueba de lluvia) o resistente al agua para instalaciones bajo tierra.

3.1.2 Procesador Nodo MasterComm VII

El procesador MasterComm™ VII sirve como unidad central de procesamiento (CPU) para el ALDS. Hace sondeos de WaveAlert en turnos. En cada ciclo, almacena valores digitales y

analógicos incluyendo el tiempo de cualquier evento acústico registrado. Comparando los tiempos de un evento acústico en dos WaveAlert se determina si una fuga ha ocurrido, la ubica, categoriza su dimensión y emite mensajes apropiados a la computadora de fugas ASI.

La carcasa del MasterComm™ VII es físicamente idéntica a la de WaveAlert® VII.

SENSOR ACUSTICO

Produce una señal acústica dinámica de 4-20mA.

PROCESADOR EN SITIO WAVEALERT® VII

Convierte señales acústicas analógicas a digitales Computa correlación de presiones dinámicas con perfiles de fugas. Compara estas correlaciones con un umbral. Realiza pruebas del sistema. Envía alertas indicando eventos acústicos. Usa receptores GPS para sincronizar datos. Reporta a MasterComm™ VII cuando se hace un sondeo.

ENLACES DE COMUNICACIONES

Suministra dos vías de comunicación entre WaveAlert y MasterComm.

PROCESADOR MasterComm™ VII

Integra información desde Wave Alert Analiza datos físicos (fuga/no fuga). Origina requerimientos de sndeos actualizados para estaciones de monitoreo.

COMPUTADOR ASI O COMPUTADOR CLIENTE

Mantiene la base de datos del sistema. Provee una interfaz para el operador. Produce una visualización, alarmas y mensajes apropiados. Genera una señal de fuga para las válvulas de control.

Figura 3-2 resumen de las operaciones del sistema

3.1.3 ENLACES DE COMUNICACIÓN

El enlace de comunicación entre WaveAlert y el MasterComm es un enlace dedicado de dos vías half dúplex. Puede incluir radio, linea fija terrestre o secciones de fibra óptica o cualquier otro enlace de comunicación dedicado.

3.1.4 COMPUTADOR ASI Y SOFTWARE SCADA

El computador ASI con software SCADA provee una interfaz de usuario con el ALDS via pantallas, teclado, alarmas de audio e impresora. ASI puede suministrar un sistema de llaves con una computadora personal con SCADA o proveer una interfaz con especificaciones detallasas para permitir manipular el computador central con uns software SCADA.

Figura 3-3 carcasas de los procesadores WaveAlert y MasterComm.

3.1.5 HARDWARE WAVEALERT Y MASTERCOMM

Tanto WaveAlert como MasterComm incorporan un hardware avanzado de procesamiento de señales.

El procesador de WaveAlert usa los siguientes circuitos:

Circuito de suministro de energía Circuito de procesamiento de señal TMS-320. Circuito de estatus de interfaz I/O auxiliar.(OPCIONAL) Circuito de modem (OPCIONAL).

Figura 3-4: detalle del sensor acustico.

El procesador de MasterComm usa los siguientes circuitos:

Circuito de suministro de energía Circuito de procesamiento de señal. Circuito de estatus de interfaz I/O auxiliar.(OPCIONAL) Circuito de modem (OPCIONAL).

3.1.5.1 Circuito de suministro de energía

El suministro de energía consiste en un avanzado switch convertidor DC/DC, el cual acepta una fila de entradas DC y genera el voltaje requerido por el sistema. Provee aislamiento de 500VDC al igual que límite de salida de corriente, reinicio automático.

3.1.5.2 Circuito de procesamiento de señal TMS-320

El circuito de procesamiento de señal TMS-320 el control central del subsistema de los procesadores de sitio y nodal. Consiste en un procesador de señales TMS-320 con un reloj, interfaz y memoria. Genera señales de control y tiempo, comunicación a distancia, filtrado digital para eliminar ruido causado por bombas, válvulas abiertas o cerradas o cualquier otra operación normal de la tubería y realiza auto evaluaciones internas para asegurar la correcta operación del sistema. Esto también se basa en varios procesos algorítmicos patentados por ASI.

3.1.5.3 circuito acondicionador de señales

La primera función del circuito acondicionador de señales es el aislamiento galvanico y filtrado de señales desde los sensores acústicos.

3.1.5.4 Circuito de estatus de interfaz I/O auxiliar

El Circuito de estatus de interfaz I/O auxiliar opcional permite a WaveAlert® VII desempeñar tareas específicas. Las entradas estándares son 2 entradas analógicas eléctricamente aisladas, y 12 entradas ópticas aisladas. Las salidas estándar son vía veinte contactos de 2 amperios, secos y NO/NC.

3.1.6 Computador de fuga ASI

El computador de fuga ASI puede ser un computador personal dedicado para sistemas más pequeños o un mini computador. El computador de fugas ASI se comunica con uno o más procesadores MasterComm™ VII. Usualmente esto se hace vía comunicación directa en conformidad con el estándar RS-232C.

3.2 técnicas de medición

3.2.1 Arreglos de los elementos duales de los sensores acústicos direccionales

En una instalación tipoca, es necesario ubicar los sensores acurticos cerca de las estaciones de bombeo y válvulas de control de flujo activas; usualmente sitios de altos niveles de ruidos. Para eliminar estos ruidos de operación, el arreglo de los sensores acústicos direccionales debe consistir en dos sensores acústicos separados por una distancia de 50 a 100 metros ubicados en los extremos de la sección de tubería a proteger.

Este arreglo de sensores dobles forman un filtro direccional, rechazando el ruido de una dirección pero detectando la señal proveniente de la otra.

El procesador WaveAlert®VII S1 emplea un solo sensor acústico, sensible a las señales acústicas originadas en otras direcciones. Esta configuración es usada para intermedia la ubicación a lo largo de la tuberia, siempre desde estaciones de compresores, válvulas de control, etc.

Figura 3.5 algoritmos para determinar la ubicación de la fuga

3.2.2 ubicación de la fuga

La ubicación de la fuga está determinada por los tiempos de arribo de una señal acústica a dos sensores WaveAlert adyacentes. La figura 3-5 muestra el algoritmo para el caso de un producto en la tubería entre sitios. La ruptura ocurre en tiempo t=0 que muestra el reloj del centro, la señal viaja desde la fuga en ambas direcciones y arriba en los sensores acusticos en tiempos diferentes. Si la ruptura está más lejos del sitio 1 que del sitio 2 el reloj 1 tardara más que el reloj 2.

La ubicación de la fuga, S, es medida desde el sitio 1. D es la distancia entre sitios.

Note que si t1 =t2, de acuerdo con el algoritmos de ubicación, la fuga está localizada en el segmento medio de la tubería. Si t1 < t2, la ubicación de la fuga está al lado izquierdo del punto medio.

3.2.3 declaración de la fuga

La decisión de la declaración a realiza el procesador MasterComm™ VII de información suministrada desde los procesadores WaveAlert® VII, las decisiones están basadas bajo los siguientes requerimientos:

Más de un procesador WaveAlert registre un evento acústico. La fuente de la señal acústica se encuentre originada dentro de la ubicación en el

segmento de tubería protegida. La señal de un evento potencial de fuga recibido desde 2 o mas procesadores

WaveAlert locales son verificados por el procesador de datos propietario y los algoritmos de identificación en el MasterComm™.

Figura 3-6 Silenciar zonas adyacentes a los sitios de WaveAlert® VII

3.2.4 Zonas de silencio

Los ruidos de fuentes ubicadas antes de los extremos de una sección protegida de una tubería que resulten en eventos acústicos por más de un procesador WaveAlert será determinado en la precisión de la ubicación de una fuga de los sensores acústicos cercanos. Puesto que la mayoría de las declaraciones de los eventos de falsas alarmas son producidas por fuentes acústicas fuera de línea, la tasa de alarmas de fugas falsas es altamente reducida, si las señales acústicas observadas fuera de la zona protegida, estas pueden ser excluidas, sin embargo, dada la incertidumbre asociada con los cálculos de la ubicación, una zona de silencio es declarada en cada lado de cada sensor acústico dentro de los cuales ese procesador WaveAlert Asociado no se le es permitido suministrar datos para una declaración de fuga. (ver figura 3-6) así, en los extremos de la tubería, la protección no es otorgada en una distancia corta (determinada por la precisión de la ubicación de la fuga) desde el transductor B. en los sitios medios de los procesadores WaveAlert, aunque el WaveAlert local no puede contribuir en una decisión de fuga originadas en su zona de silencio, un procesador WaveAlert ubicado en cualquier lado puede contribuir la data para la decisión, así, la protección se da en sitios intermedios.

3.2.5 tiempo de detección

El tiempo máximo requerido para detectar una fuga es la suma de:

Tiempo de viaje de una señal acústica desde el lugar de la fuga hasta el sitio de monitoreo, igual a la distancia entre los sitios de los monitores adyacentes dividido por la velocidad acústica en la tubería.

El tiempo de un procesador MasterComm haga el sondeo en todos los procesadores WaveAlert dos veces y calcule la ubicación de la fuga. El tiempo de escaneo incluye los retrasos en la comunicación como el tiempo radial.

Los tiempos típicos de la detección y ubicación de una fuga varía entre 10 segundos y 1 minuto.

3.2.6 desempeño del sistema.

El tamaño mínimo de fuga detectable depende de varios factores que incluyen:

La presión estática de la tubería. La distancia del WaveAlert desde la fuga. El diámetro de la tubería y el grosor sus paredes. Niveles de los ruidos de fondo de la tubería. Propiedades del fluido.

Los ajustes el umbral de la fuga de un procesador WaveAlert del nivel típico de ruido en la tubería durante la operación normal y la proporción señal-ruido requerida para alcanzar una falsa alarma. Estos factores dependen del diseño y la operación de la tubería. ASI ejecuta un análisis de sensibilidad de la línea para determinar un mínimo tamaño de fuga teorético, precisión de la ubicación, tiempo máximo de detección y optima ubicación de los procesadores WaveAlert en la tubería. Una hoja de datos para los datos usados para ejecutar este análisis de sensibilidad esta adjunta en este documento.

Figura 3-7: señal de fuga producida por una fuga de 0.62 pulgadas de diámetro en una tubería de 12 pulgadas de diámetro.

3.2.7 Perfiles de señales.

La señal producida por la prueba de un simulador de fuga en campo en una tubería de líquido se muestra en la figura 3-7. La señal acústica fue creada por abrir de manera rápida una válvula de bola través de una placa de orificio de control de flujo. La señal ha sido filtrada por medio de un filtro band pass. La amplitud de señal es de 78mbar. El orificio era de 15.7mm (0.62pulgadas) de diámetro con una presión estática de 57 psig y fue localizada a 6.4km (4millas) del monitor acústico. Este perfil es típico de una tubería que transporta líquido. La amplitud de la señal incrementa en toda el área y presión y disminuye en las secciones de cruces de las tuberías. El perfil de las señales cambia de acuerdo al producto transportado y con diferentes grados de dispersión y atenuación durante la propagación.

Figura 3-8 diámetros del orificio mínimo detectable vs distancia.

3.2.8 sensibilidad

La figura 3-8 muestra como el diámetro del orificio mínimo detectable versus la distancia entre monitores acústicos varia para diferentes diámetros de tubería. Las sensibilidades actuales dependen del fluido en la tubería, presión estática y condiciones de ruidos operativos.

Con el fin de minimizar las falsas alarmas, todos los eventos acústicos de fugas deben pasar por el algoritmo de verificación multicapa en MasterComm. Debido a la técnica del patrón positivo de reconocimiento usado en este sistema, una fuga real puede ser identificada aun en ambientes ruidos (una proporción de baja señal- alto ruido).no se declara una fuga a menos que un evento acústico sea detectado por dos monitores, uno corriente arriba y otro corriente abajo. Dado que una fuga puede ocurrir aleatoriamente en cualquier punto entre estos dos monitores, el punto determinante de la sensibilidad de detección será la distancia de la fuga desde el monitos adyacente más lejano.

El sistema es más sensible para detectar una fuga cuando esta sea localizada en el punto medio del segmento de la tubería monitoreada. El peor de los casos ocurre cuando una fuga está a más distancia de uno de los monitores y menos distancia del otro.

3.2.9 rechazo de las falsas alarmas

El procesador WaveAlert emplea múltiples técnicas para reducir la tasa de falsas alarmas:

Arreglos duales de sensores acústicos en los extremos de la tubería. La distancia de tubería recomendada entre transmisores es de 50-100metros.

Los filtros de coherencia ASI usa el patrón de la fuga desde la base de datos y los compara con las señales que surgen en tiempo real.

Filtros digitales de pases con frecuencias de atenuación progresiva ajustables. Filtro de sensibilidad dinámico para suprimir frecuencias de ruidos altas. El umbral lógico dinámico utiliza el mecanismo de auto ajuste SMART DRIVE

propiedad de ASI para distinguir ruidos anormales de señales de fugas reales. El programa SMART DRIVE de ASI continuamente escanea, calcula y verifica toda la data entrante y ajusta automáticamente el umbral dinamico basado en la lógica desarrollada por los años de experiencia. Esto reducirá la tasa de falsas alarmas.

Filtros repetitivos para suprimir los ruidos cíclicos de las tuberías u otras fuentes de ruidos inusuales.

La tasa de falsas alarmas es también una función de frecuencias de actividades (cambios de presiones inesperadas en la tubería asociada a los cambios de operación y los ruidos de fondo. Con el uso de los filtros mencionados antes las falsas alarmas se han ido reduciendo significativamente. La frecuencia de una falsa alarma se espera que sea menos de 3 por año (típicamente menos de 1 por año) por el sistema.

3.3 configuraciones disponibles

El procesador WaveAlert es configurado para monitorear una o dos Arreglos de sensores duales direccionales en los extremos de un segmento de tubería protegido.el procesador WaveAlert monitorea uno o dos sensores simples.

La configuración de los procesadores WaveAlert se resumen en la tabla II. El ultimo numero en la designación es el número total de sensores soportados.

Designación Configuración de los sensores Número total de sensores

WaveAlert® VII S1 Sensor individual 1WaveAlert® VII D2 Arreglo de sensores direccionales 2WaveAlert® VII S2 2 sensores individuales* 2WaveAlert® VII D4 2 arreglos de sensores direccionales 4WaveAlert® VII D3 1 sensor individual/1 arreglo de sensores

direccionales*3

WaveAlert® VII SR1 Sensor individual/ 1 procesador remodo WaveAlert

*Para líneas de monitoreo paraleloTabla II: configuraciones disponibles de los procesadores en sitio WaveAlert®

4. Software

El sistema de detección de fugas de WaveAlert® emplea tres sistemas de software/firmware. Las tareas dentro de estos sistemas se muestran en la figura 4.1.

4.1 Firmware del procesador en sitio WaveAlert®

La información del procesador está almacenada en la ROM y contienen instrucciones de WaveAlert incluyendo recolección de data, limpieza, procesamiento de datos de primera línea y análisis, toma de decisiones, comunicación e instrucciones para auto pruebas.

4.2 Firmware del procesador nodal MasterComm™

El firmware del procesador nodal MasterComm™ suministra información para la comunicación con los procesadores de sitio, almacenamiento de datos, procesamiento de datos y análisis en la toma de decisiones (fuga/no fuga, ubicación de la fuga, dimensión de la Fuga) auto pruebas y comunicación con el computador de fugas ASI. El firmware del procesador nodal es configurado especialmente en cada instalación.

4.3 SCADA

El software de SCADA almacenado en el computador de fuga ASI incluye: instrucciones de administración de información y comunicación para la transferencia entre el computaros de fuga ASI y los procesadores nodales MasterComm™ VII, administración de la información en la base de datos e instrucciones para su organización, mantenimiento y seguridad del sistema, historial de operaciones, instrucciones a cerca de la organización y contenido de los reportes impresos y forma y contenidos de los gráficos a mostrar.

El sistema de base de datos que se mantienes en SCADA contiene constantes para convertir números binarios en valores de ingeniería (psig, mbar, etc.) parámetros operativos (valores en el umbral de alarma, parámetros en el filtrado digital, etc., los cuales son descargados en el procesador nodal MasterComm™ y por lo tanto a los procesadores de sitio WaveAlert® individuales e información histórica (tiempos, valores e presión, ajustes de alertas, barrido de alertas, eventos declarados, etc.).

Los reportes de eventos de fugas se muestran en el terminal del computador de fugas ASI e impresos, siempre que un evento sea activado por un procesador de sitio WaveAlert® VII. Una visualización representativa se muestra en la figura 4-2. Otros reportes impresos del sistema pueden ser suministrados diariamente como los parámetros de la información de visualización, resumen del desempeño, etc.

Firmware del procesador de sitio WaveAlert® VII (ROM)

Adquisición de la data. Análisis local de los datos. Pruebas. Preparación de reportes. Comunicaciones. Control de válvulas locales.

Firmware del procesador nodal MasterComm™ VII

Análisis de los datos (fuga/no fuga). Ubicación de la fuga. Pruebas. Comunicaciones. Control automático de válvulas en declaraciones de fugas.

Computador de fugas ASI o computador cliente con software SCADA.

Comunicaciones Organización y administración de la base de datos. Reportes del sistema. Graficos. Control de válvulas remotas.

Contenido de la base de datos

Escalas constantes. Parámetros del sistema. Parámetros de alarmas. Daots históricos de operación.

Figura 4-1: estructura del software/firmware del sistema.

Figura 4-2: visualización representativa de una fuga en el computador de fuga ASI.

6. Sistemas

Instalaciones del sistema de detección de fugas acústico ALDS se muestran en las siguientes páginas.

La figura 5-1 muestra una instalación que consiste en dos procesadores de sitio WaveAlert® VII D2 (un arreglo de sensores duales) en un segmento individual de tubería. Arreglos de sensores duales direccionales se usan para atenuar los ruidos que entran en los extremos del segmento de la tubería protegida. Los procesadores de sitio WaveAlert® VIIse comunican con el procesador nodal MasterComm™ VII bien sea por líneas dedicadas o por un enlace radial half dúplex. Un procesador nodal MasterComm™ VII puede monitorear hasta 20 procesadores de sitio, colectando y analizando los datos del sistema y enviándolos al computador de fuga ASI. Múltiples procesadores nodales MasterComm™ VII pueden ser usados para sistemas más extensos.

Figura 5-1: 2 procesadores de sitio WaveAlert® VII D2 monitoreando una tubería simple

La figura 5-2 muestra un sistema similar en el cual un computador personal se comunica con el computador central via una comunicación de enlace secundario, permitiendo un monitoreo centralizado de multiples sistemas de detección de fugas y suministrando datos para un registro permanente como parte de un programa de manejo de riesgo integrado.

La figura 5-3 muestra una línea de transmisión extensa. Los procesadores de sitio WaveAlert® VII D2 con arreglos de sensores direccionales están ubicados en los extremos de un segmento de una tubería monitoreada cerca de las estaciones de compresor u otras fuentes de ruido acústico. Los porcesadores WaveAlert® VII con sensores en los bloques de válvulas intermedias suministran un apagado de la valvula de control en caso de ser necesario. El sistema usa una combinación de enlaces de radio y comunicaciones por tierra entre el poresador de sitio WaveAlert® VII y el porcesador nodal MasterComm™ VII

Figura 5-2: computador de fugas ASI comunicándose con el computador central

Figura 5-3:WaveAlert® VII monitoreando una línea de transmisión

La figura 5-4 muestra un sistema similar usado para monitorear líneas de transmisión paralelas.

La figura 5-5 muestra una instalación más compleja para monitorear una red

Figura 5-4: procesadores de sitio WaveAlert® VII monitoreando líneas paralelas

Figura 5-5: procesadores de sitio WaveAlert® VII monitoreando una red.

6. Instalaciones típicas y aplicaciones

Desde 1979, ALDS WaveAlert® han sido instalado y usados en todo el mundo en distintas aplicaciones (tuberías de líquido, gas, al igual que flujo multifasico).la lista de clientes de ASI incluye compañías como ABB (Rusia), BEB (Alemania, filial de Shell/Esso), Chian-Shen Power Plant (Taiwan), Chinese Machinery Corporation, China Light & Power, CPC (Taiwan), ESSO (Australia), FluorDaniel, HPCL (India), Mobil, Northwest Pipeline, Sarpon (Italy), Shell, Taiwan Power Company, Sunoco, Western Gas, etc. La lista de clientes de ASI esta disponible bajo pedido.

6.1 Tubería LPG ESSO Australia

Un sistema de WaveAlert® IV fue instalado en 1982 para monitorearuna tubería LPG de 10 pulgadas de ESSO en Australia. El sistema fue acutalizado al sistema WaveAlert® VII en 1998. Las tuberías LPG de ESSO son un excelente ejemplo de la confiabilidad del sistema de detección de fugas.

Esso solicito un sistema de detección de fugas totalmente autónomo requiriendo la no intervención de manera que si una fuga fuera detectada, el sistema de detección debe aislar el segmento de tubería sin la intervención del personal. Por lo tanto el sistema de detección de fugas debe no solo detecta y localizar pequeñas fugas, sino que también hacerlo con un bajo numero de falsas alarmas. A través de esos años de servicio, el sistema de feteccion de fugas acústico WaveAlert® ha llevado a cabo esta difícil tarea con solo dos falsas alarmas y ha detectado dos fugas reales.

Figura 6-1: diagrama del sistema de ALDS LPG de ESSO con una deteccion de fugas el 24 de noviembre de 2000.

6.1.1 configuración del sistema

Seis procesadores de sitio WaveAlert® VII son usados para monitorear una tubería de 188 km. El sistema esta configurados para monitorear el estatus de válvulas y suministrar mediciones independientes de presión de cada procesador WaveAlert®. Cada WaveAlert® controla una sola válvula. Con el control de las válvulas el sistema WaveAlert® aislará a tubería cuando una fuga se detecte sin la necesidad de la intervención humana.

6.1.2 operación del sistema

Este tipo de instalación permite la respuesta más rápida posible de una fuga y claramente demuestra el bajo nivel de falsas alarmas que el sistema WaveAlert® tiene. El 19 de julio de 1999, ocurrió una fuga en medio de la tubería LPG y esta fue detectada por el sistema WaveAlert®, la cual automáticamente aisló el segmento de la tubería afectada previniendo un accidente potencialmente desastroso y posibles muertes. Esta es la única ocurrencia conocida de cualquier tipo de sistemas detección de fugas que automáticamente ha aislado un segmento de tubería bajo la ocurrencia de una fuga, nuevaente el 24 de noviembre de 2000, una fuga causada por una cuadrilla de trabajadores enterrando una cable de fibra óptica fue detectada y localizada a menos de 100 metros de la ocurrencia (ver figura 6-1). El bloque de válvulas fuero automáticamente cerradas en menosde 1 minuto previniendo otro desastre potencial.

6.2 Tubería de gas metano Mobil West Coast

Figura 6-2: diagrama del ALDS de gas metano de Mobil West Coast

6.2.1 Configuración del sistema

Los monitores de detección acústica de fuga de ASI están instaladas en una tubería de 14 pulgadas de gas metano. La línea tiene una longitud de 2.85 millasy está portegida por procesadores de sitio WaveAlert® VII en cada extremo. La presión del gas dentro de la tubería es de 75 psi, con una tasa de flujo de 3800 Mscf/hora. La confirmación del evento de una fuga sale del firmware propietario instalado en el procesador MasrterComm™ CII y visualizado en el terminal de video del computador central ubicado en Dallas, Texas. Es critico que cualquier ocurrencia de fuga en este segmento sea detectada y localizada en segundos dado na naturaleza peligrosa del producto.

6.2.2 desempeño del sistema

Pruebas, usando un procedimiento estándar de pruebas de fugas para establecer los ajustes del umbral de fuga, verificar la sensibilidad del sistema, confirmar la velocidad acústica en esta tubería en particular y el tiempo requerido para detectar y localizar la fuga.

Las fuga fueron simuladas en la línea a 1.43 millas del extremo de la refinería (ver Figura 6-2) una válvula de bola de 2 pulgadas con una placa de orificio en serie fueron usadas en las pruebas. Varias pruebas con orificio de dimensiones distintas fueron llevadas a cabo. La

sensibilidad del sistema bajo condiciones de flujo promedio se determinó que eran buenas dentro del desempeño específico. El sistema mostro la ubicación de las fugas con una presicion de cerca de 53 pies de diferencia en cada prueba.

Tiempo de detección, también determinado, todas las fugas fueron detectadas en menos de 7 segundos en el extremo de la refinería. Una fuga ocurrida en un extremo del segmento es detectable en el otro extremo dentro de los 13 segundos. (El tiempo de detección y la precisión de la ubicación de la fuga mejora cuando ña fuga ocurre cerca del punto medio de la tubería).

6.3 tuberías de la planta química de Frankford Sunoco

Figura 6-3: diagrama del ALDS de Sunoco

En 1999 sunoco seleccionó el ALDS de WaveAlert® para satisfacer los requerimientos locales de deteccion de fuga y 3 tuberías de químicos. El sistema de WaveAlert® VII se instaló cada uno de las tuberías de fenol, acetona y cumeno (Figura 6-3). Estas tuberías salen desde la planta hasta los muelles de carga en el rio Delawere.

6.3.1 Configuración del sistema

El sistema es configurado para monitorear las 3 tuberías mientras que los barcos se están cargando en el muelle y aun cuando la tubería esta cerrada. Dado que las tuberías cargan los barcos con poca frecuencia ( tan poco como una vez por semana) A Sunoco se le requirió tener un sistema de deteccion de fugas, el cual debia ser altamente sensible durante condiciones de flujo cero. Puesto que el ALDS WaveAlert® no se baja en la medición del flujo, mantendrá una alta sensibilidad aun sin flujo en la tubería.