Filtración

Una fuga es una vía (generalmente una abertura) por donde un fluido puede escapar de un recipiente o sistema que lo contiene, ^{[ 1 ]} como un tanque o el casco de un barco , a través de la cual el contenido del recipiente puede escapar o materia externa puede entrar en él. Las fugas suelen ser involuntarias y, por lo tanto, indeseables. La palabra fuga generalmente se refiere a una pérdida gradual; una pérdida repentina se suele llamar derrame . ^{[ 2 ]}

La materia que entra o sale puede ser gas , líquido , una pasta muy viscosa o incluso un sólido fluidizado , como un sólido en polvo o granular u otras partículas sólidas.

Los tipos de aberturas de fuga incluyen una perforación, ^{[ 3 ]} una hendidura, óxido u otro orificio de corrosión , una fuga diminuta (posiblemente en soldaduras imperfectas ), ^{[ 4 ]} una grieta o microgrieta, o un sellado inadecuado entre componentes o piezas unidas. Cuando hay una perforación, el tamaño y la forma de la fuga a menudo se pueden ver, pero en muchos otros casos, el tamaño y la forma de la abertura de fuga pueden no ser tan obvios. En muchos casos, la ubicación de una fuga se puede determinar al ver que el material gotea en un lugar determinado, aunque la abertura de fuga en sí no sea obvia. En algunos casos, puede ser sabido o sospecharse que hay una fuga, pero incluso la ubicación de la fuga es desconocida. Dado que las aberturas de fuga a menudo tienen formas irregulares o grietas extendidas, las fugas a veces se dimensionan por la tasa de fuga, como el volumen de fluido filtrado por unidad de tiempo, en lugar del tamaño de la abertura.

Los tipos de fugas más comunes incluyen fugas en los neumáticos de los vehículos, que permiten la pérdida de aire y provocan pinchazos , y fugas en recipientes, que derraman su contenido. Las fugas pueden ocurrir o desarrollarse en diversos sistemas de fluidos domésticos, de edificios, de vehículos, marinos, aeronáuticos o industriales, ya sean gases o líquidos. Las fugas en los sistemas hidráulicos de los vehículos , como las líneas de freno o de dirección asistida, pueden causar la pérdida de líquido de frenos o de dirección asistida, lo que resulta en la falla de los frenos, la dirección asistida u otros sistemas hidráulicos. También son posibles las fugas de refrigerante del motor, especialmente en el radiador y en el sello de la bomba de agua , líquido de transmisión , aceite de motor y refrigerante del sistema de aire acondicionado . Algunos de estos fluidos para vehículos tienen diferentes colores para ayudar a identificar el tipo de fluido que se está fugando.

Las baterías presentan riesgo de fugas, ya que su funcionamiento implica inherentemente corrosión química. Una batería de zinc-carbono es un ejemplo de un componente que suele presentar fugas; en ocasiones, los electrolitos dentro de la celda se filtran fuera de la carcasa y dañan los aparatos electrónicos. ^{[ 5 ]}

Las fugas de agua ocurren cuando hay daños en el sistema de suministro de agua o en el sistema de aguas residuales que provocan la liberación de agua. Para los proveedores de agua, la fuga se define como la cantidad de agua que ingresa al sistema de suministro pero que finalmente no se suministra a los clientes. ^{[ 6 ]}

Las fugas de gas , por ejemplo en las tuberías de gas natural, permiten que se escape gas inflamable y potencialmente explosivo , lo que genera una situación peligrosa. ^{[ 7 ]} Las fugas de refrigerante pueden ocurrir en refrigeradores o sistemas de aire acondicionado. ^{[ 8 ]}

Algunas plantas industriales, especialmente las químicas y las centrales eléctricas , cuentan con numerosos sistemas de fluidos que contienen diversos tipos de sustancias químicas líquidas o gaseosas, a veces a alta temperatura y/o presión . Un ejemplo de posible fuga industrial entre dos sistemas de fluidos es la que se produce entre la carcasa y los tubos de un intercambiador de calor , lo que podría contaminar uno o ambos sistemas con el fluido opuesto. Un sistema que mantiene un vacío total o parcial puede presentar una fuga que provoque la entrada de aire del exterior. Incluso pequeñas fugas de vapor sobrecalentado pueden ser extremadamente peligrosas debido a las altas temperaturas y la gran cantidad de energía liberada en espacios confinados.

Los procedimientos y/o equipos de materiales peligrosos pueden intervenir cuando se produce una fuga o derrame de materiales peligrosos. ^{[ 9 ]} Las fugas durante el transporte de materiales peligrosos podrían generar peligro; por ejemplo, cuando ocurren accidentes. ^{[ 10 ]}

Las fugas de aire u otros gases de globos aerostáticos o dirigibles pueden ser peligrosas. ^{[ 11 ]} Las fugas de las cabinas presurizadas de aviones o naves espaciales pueden causar dificultades respiratorias a los ocupantes.

Las fugas crónicas de aire, agua de lluvia o nieve derretida a baja presión son un problema común en la arquitectura, que afecta a estructuras residenciales, comerciales e industriales. Aberturas muy pequeñas en el revestimiento del techo o la pared pueden permitir la entrada de grandes cantidades de agua con el tiempo, especialmente si son impulsadas por el viento durante las tormentas. Debido a que el agua puede viajar largas distancias horizontalmente debido a la tensión superficial y la acción capilar , puede migrar a lugares muy alejados del punto de entrada original. La detección electrónica de fugas (ELD) puede ser necesaria para encontrar fugas diminutas o en juntas ocultas. Dado que las fugas pueden causar daños por agua y un crecimiento extenso de moho , pueden surgir importantes demandas entre inquilinos, propietarios, constructores, arquitectos, consultores y proveedores de edificios. Durante la fase de diseño, a menudo se dedica un esfuerzo considerable a la prevención de fugas de aire y agua a través de las envolventes de los edificios , a veces incluyendo maquetas a escala real sometidas a pruebas en túneles de viento especializados .

Una fuga puede ocurrir dentro de un cuerpo vivo, como un orificio en el tabique entre los ventrículos cardíacos . ^{[ 12 ]} Las fugas importantes de sangre, conocidas como aneurismas , pueden causar la muerte súbita e inesperada si no se tratan de inmediato. ^{[ 13 ]}

Existen numerosas causas de fugas. Estas pueden producirse desde el principio, incluso durante la construcción o el montaje inicial de sistemas de fluidos. Las tuberías , los tubos , las válvulas , los racores u otros componentes pueden estar mal unidos o soldados. Los componentes con rosca pueden estar mal atornillados. Las fugas pueden deberse a daños, como perforaciones o fracturas. A menudo, las fugas son consecuencia del deterioro de los materiales por desgaste o envejecimiento, como la oxidación u otra corrosión, o la descomposición de elastómeros o materiales poliméricos similares utilizados como juntas u otros sellos . Por ejemplo, el desgaste de las arandelas de los grifos provoca fugas de agua.

Las grietas pueden ser consecuencia de daños directos o del desgaste por tensión, como la fatiga por ciclos de presión, o de la corrosión, como la fisuración por corrosión bajo tensión . El desgaste de la superficie entre un disco y su asiento en una válvula podría provocar una fuga entre los puertos (entradas o salidas de la válvula). El desgaste del empaque alrededor del vástago de una válvula giratoria o del eje de una bomba centrífuga giratoria podría provocar fugas de fluido al medio ambiente. En algunas bombas centrífugas de uso frecuente, estas fugas son tan previsibles que se toman medidas para evacuarlas o purgarlas. Del mismo modo, el desgaste de los sellos o del empaque alrededor de las bombas de pistón también podría provocar fugas al medio ambiente.

La diferencia de presión entre ambos lados de la fuga puede afectar el movimiento del material a través de ella. Los fluidos suelen desplazarse del lado de mayor presión al de menor presión. Cuanto mayor sea la diferencia de presión, mayor será la fuga. Las presiones de los fluidos en ambos lados incluyen la presión hidrostática , que es la presión debida al peso del nivel del fluido por encima de la fuga. Cuando las presiones son aproximadamente iguales, puede haber un intercambio de fluidos entre ambos lados, o bien un movimiento neto mínimo o nulo de fluido a través de la fuga.

En ocasiones, se realizan pruebas de fugas en contenedores, recipientes, recintos u otros sistemas de fluidos para detectar posibles fugas y localizarlas, de modo que se puedan tomar medidas correctivas. Existen diversos métodos para la detección de fugas , según la situación. A veces, una fuga de fluido produce un sonido que puede detectarse. Los neumáticos, los radiadores de motor y otros recipientes más pequeños pueden someterse a pruebas presurizándolos con aire y sumergiéndolos en agua para observar la aparición de burbujas de aire que indiquen una fuga.

Si no es posible sumergir la zona en agua, se realiza una presurización con aire seguida de la cobertura del área a analizar con una solución jabonosa para observar la formación de burbujas, lo que indica una fuga. Otros tipos de pruebas para detectar fugas de gas pueden incluir la detección de los gases que se escapan mediante sensores, por ejemplo, instrumentos especiales para detectar gas natural. La legislación federal de seguridad de EE. UU. exige ahora a las compañías de gas natural que realicen pruebas de fugas de gas aguas arriba de los contadores de gas de sus clientes. Cuando se utilizan líquidos, se pueden añadir colorantes especiales para facilitar la visualización de la fuga. También se pueden analizar otras sustancias detectables en uno de los líquidos, como la solución salina para detectar fugas en un sistema de agua de mar, o incluso se pueden añadir deliberadamente sustancias detectables para realizar pruebas de fugas.

Los sistemas u otros recipientes recién construidos, fabricados o reparados a veces se someten a pruebas para verificar su correcto funcionamiento o reparación. Los fontaneros suelen comprobar si hay fugas después de trabajar en un sistema de agua u otro fluido. En ocasiones, se realiza una prueba de presión a un recipiente o sistema llenándolo de aire y monitorizando la presión para comprobar si disminuye, lo que indicaría una fuga.

Una prueba muy común tras una nueva construcción o reparación es la prueba hidrostática , también conocida como prueba de presión. En esta prueba, se presuriza un sistema con agua para detectar caídas de presión o fugas. Las pruebas con helio permiten detectar fugas mínimas, como en el caso de ciertas válvulas de diafragma o fuelle, diseñadas para aplicaciones de alta y ultra alta pureza, que requieren una baja tasa de fugas. El helio y el hidrógeno tienen moléculas muy pequeñas que pueden atravesar fugas mínimas. Debido a los riesgos que conllevan las fugas, las pruebas de fugas con hidrógeno se han convertido en un servicio especializado.

Las pruebas de fugas forman parte del conjunto de ensayos no destructivos (END) que se pueden aplicar a una pieza para verificar su conformidad; según el material, la presión y las especificaciones de estanqueidad, se pueden aplicar diferentes métodos. Se han definido normas internacionales para facilitar estas elecciones. Por ejemplo, la norma BS EN 1779:1999 ^{[ 14 ]} se aplica a la evaluación de la estanqueidad mediante la detección o medición de fugas de gas, pero excluye los métodos hidrostáticos, ultrasónicos o electromagnéticos. También se aplican otras normas:

• BS EN 13184:2001 ^{[ 15 ]} Ensayos no destructivos. Pruebas de fugas. Cambio de presión
• BS EN 13185:2001 ^{[ 16 ]} Ensayos no destructivos. Prueba de fugas. Método del gas trazador
• BS EN 13192:2002 ^{[ 17 ]} Ensayos no destructivos. Pruebas de fugas. Calibración de fugas de referencia para gases

En los intercambiadores de calor de carcasa y tubos , a veces se realizan pruebas de corrientes de Foucault en los tubos para detectar posibles fugas o daños que, con el tiempo, podrían convertirse en una fuga.

Las fugas en las plantas pueden provocar ineficiencia. En plantas complejas con múltiples sistemas de fluidos, muchas unidades interconectadas que contienen fluidos tienen válvulas de aislamiento entre ellas. ^{[ 18 ]}

Las fugas suelen repararse tapando los orificios o cubriéndolos con un parche. Las llantas con fugas a menudo se reparan de esta manera. ^{[ 19 ]} Las juntas, sellos, arandelas o empaquetaduras con fugas pueden reemplazarse. El uso de soldadura, sellado o pegamento puede ser otra forma de reparar las fugas. A veces, la solución más práctica es reemplazar la unidad con fugas. Los propietarios de viviendas o edificios suelen reemplazar los calentadores de agua con fugas.

Si se produce una fuga en uno de los tubos de un intercambiador de calor de carcasa y tubos , dicho tubo puede sellarse en ambos extremos con tapones de tamaño especial para aislar la fuga. Esto se realiza en el pleno, en los puntos donde los extremos del tubo se conectan a la placa tubular. En ocasiones, se sella preventivamente un tubo dañado, pero que aún no presenta fugas, para evitar futuras fugas. Si bien se pierde la capacidad de transferencia de calor de ese tubo, generalmente hay muchos otros tubos que pueden asumir la carga térmica.

• Explosión
• Emisiones fugitivas
• Agua no facturada
• Sello (mecánico)

• Mejora tu nivel en la detección de fugas : Equipo de detección y reparación de fugas