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Tecnología

Para no correr riesgos

El ultrasonido, un método rápido y no destructivo para verificar el estado de estructuras de oleoductos y paredes de centrales nucleares

Con la ayuda de una computadora y de un aparato de ultrasonido más sencillo que aquellos que usan los médicos para observar a los bebés dentro del vientre de las mujeres embarazadas, investigadores del Instituto de Ingeniería Nuclear (IEN) de Río de Janeiro ponen en práctica en Brasil un método rápido, barato y no destructivo para la medición de las tensiones presentes en diferentes tipos de estructuras metálicas, tales como las paredes de una central nuclear o las tuberías de oleoductos o gasoductos. Esta nueva técnica, denominada birrefringencia acústica, implementada en el país aún en forma experimental, mide y relaciona la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas en dos direcciones perpendiculares del material en estudio. Con estos datos en manos, y haciendo uso de algunas ecuaciones, los ingenieros creen estar en condiciones de evaluar el riesgo que esta estructura corre de romperse y provocar así algún accidente.

“Con relación a otros procedimientos, una de las ventajas de la birrefringencia acústica consiste en que no provoca ningún daño a la estructura analizada”, afirma el ingeniero Marcelo Bittencourt, del IEN, la unidad de investigación ligada a la Comisión Nacional de Energía Nuclear (CNEN). “Tampoco reviste riesgos para la salud de la persona que la utiliza. Y estos dos puntos positivos no son meros detalles. Pueden favorecer la difusión de la nueva técnica -implementada en Brasil con algunas novedades con relación a la existente en otros países-, que está protegida por tres patentes. Esto porque uno de los métodos más populares para registrar la tensión en construcciones y artefactos, la llamada técnica del orificio, requiere abrir un pequeño agujero en su objeto de análisis. Esto es obviamente inviable en las paredes de una central nuclear. En tanto, otro método utilizado para medir las tensiones en metales, que se vale de la difracción de rayos X, expone a las personas que ejecutan elanálisis a un tipo de radiación que requiere de algunos cuidados. Por lo tanto, no fue por nada que la Agencia Internacional de Energía Atómica resolvió financiar los estudios relativos a la nueva técnica entre 1999 y 2002.

Tensión en la cámara
En los primeros ensayos con birrefringencia acústica intentaron medir las tensiones cerca de la juntas de soldadura presentes en una cámara hiperbárica de 5 metros de longitud y90 toneladas de peso. Dicha cámara, construida en acero de alta resistencia, con un espesor que oscila entre los 17 y los 25 centímetros, fue fabricada por Nuclep, una empresa que produce algunos de los componentes utilizados en las centrales nucleares. Es un equipamiento que simula presiones de hasta 3 mil metros de columna de agua. Los buenos resultados obtenidos en los ensayos iniciales llevaron a los investigadores a pensar en el uso de este método en el monitoreo de las tensiones existentes en las paredes de las centrales atómicas, pese a que este tipo de medición aún no se ha concretado aún en una central nuclear.

Antes incluso de que los experimentos con la nueva técnica avanzasen en el área nuclear, la empresa Transpetro, una subsidiaria de Petrobras, se interesó en el tema y consultó a los ingenieros del IEN. La iniciativa de la empresa, que se encarga de la red de oleoductos y gasoductos de la estatal brasileña, resultó en una sociedad firmada durante el segundo semestre del año pasado. Al cabo de dos años, Transpetro, a través del Programa de Tecnología de Ductos, habrá invertido 1 millón de reales para que los investigadores prueben el método ultrasónico en muestras de siete diferentes familias de caños de acero utilizados en los oleoductos de la compañía petrolífera. “Cada familia de caños tiene características un poco diferente de las otras”, explica Bittencourt. Algunos tipos de tubo tienen costura interna, otros no. Y eso sin contar las diferencias de diámetro y espesor de los aceros empleados en la construcción de los oleoductos. También se analizarán tubos con diferentes tiemposde uso.

En tierra y mar
En estos momentos, la primera tarea a la que los investigadores del IEN se abocan consiste en crear un banco de datos con las informaciones necesarias referentes a estos materiales, de manera tal de permitir la medición de las tensiones en el campo. Estos parámetros son importantes para saber cuánta presión externa e interna pueden soportar estos tubos -que muchas veces se encuentran debajo de la tierra o en el fondo del mar- sin romperse o presentar fisuras.

El Proyecto
Evaluación por Ultrasonido de las Tensiones en Cañerías y Centrales Nucleares
Coordinador
Marcelo Bittencourt – IEN
Inversión
US$ 200.000 (Agencia Internacional de Energía Atómica) y R$ 1 millón (Petrobras)

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