Os engenheiros desenvolveram uma nova técnica de varredura inspirada no mundo natural que pode detectar metais corrosivos em oleodutos e gasodutos.

Ao imitar como os morcegos usam diferentes comprimentos de onda de ultrassom para detectar objetos, caçar, e evitar predadores, engenheiros desenvolveram um novo sistema que combina dois tipos separados de radiação, nêutrons rápidos e raios gama, para detectar corrosão - uma das principais causas de vazamentos na tubulação.

Com milhares de quilômetros de dutos usados ​​para transportar petróleo e gás por grandes distâncias em todo o mundo, vazamentos são um grande problema que custa milhões anualmente e têm potencial para causar acidentes e ferimentos, bem como danos ambientais significativos.

Tipicamente, a corrosão em oleodutos é medida com técnicas ultrassônicas ou eletromagnéticas. Contudo, estes não são práticos para dutos subterrâneos, ou para dutos cobertos com camadas isolantes de concreto ou plástico.

O novo sistema, desenvolvido por engenheiros da Lancaster University, o Laboratório Nacional de Física, e uma empresa de tecnologia, Hybrid Instruments Ltd, explora os sinais refletidos, conhecido como:retroespalhamento, "de uma combinação de radiação gama e nêutron rápido isolada.

Nêutrons e raios gama têm características complementares úteis. Os nêutrons interagem principalmente com materiais de baixa densidade, como plásticos. Além disso, nêutrons rápidos têm um alto poder de penetração, portanto, eles são adequados para sondar materiais espessos. Os raios gama interagem principalmente com metais e nem sempre são capazes de penetrar em materiais muito espessos e de alta densidade.

Os dois tipos de radiação produzem um sinal eletrônico diferente. Isso significa que os pesquisadores podem reter dados sobre os dois tipos de radiação simultaneamente, usando um novo dispositivo de detecção chamado "Mixed Field Analyzer, "anteriormente desenvolvido pela Lancaster University e Hybrid Instruments Ltd.

O sistema produz um feixe de radiação de sondagem semelhante a um lápis, de nêutrons e gama, que é direcionado para a seção de aço que está sendo inspecionada.

A equipe testou as duas técnicas de imagem em tempo real em um laboratório em amostras de aço carbono de diferentes espessuras.

Os pesquisadores foram capazes de ver diferenças na espessura do aço. Os sensores também funcionaram quando uma camada isolante foi replicada, com concreto ou plástico, indicando a probabilidade de defeitos nos aços, bem como corrosão e ferrugem, produziria variações no retroespalhamento.

Esses resultados indicam que, se usado em dutos reais, os problemas potenciais poderiam ser detectados e resolvidos mais facilmente antes que o petróleo e o gás pudessem escapar.

"Os feixes combinados de nêutrons e raios gama em paralelo refletindo em uma série de detectores fornecem uma representação abrangente e rápida da estrutura interna do aço, "disse Mauro Licata, Ph.D. pesquisador do projeto da Lancaster University.

"Este sistema funciona um pouco como os chilros feitos por morcegos. Esses chilros são uma superposição de diferentes comprimentos de onda de ultrassom, que ricocheteiam nas orelhas dos morcegos. Além de destacar os benefícios de combinar técnicas de detecção de reflexão múltipla para detectar problemas como corrosão, nosso trabalho ilustra ainda mais o potencial significativo que pode ser obtido ao se inspirar em, e imitando, sistemas que evoluíram no mundo natural. "

"Isolar nêutrons e raios gama retroespalhados de uma superfície de aço em tempo real, de uma forma análoga à forma como os cérebros dos morcegos isolam o ultrassom retroespalhado e, assim, evitam confusão com seus próprios chilros, poderia nos ajudar a isolar falhas nas paredes dos tubos de forma mais rápida e eficaz, "disse o Professor Malcolm Joyce da Lancaster University e Hybrid Instruments Ltd.

"Este é um grande exemplo das instalações de nêutrons líderes mundiais da NPL sendo usadas para ciência inovadora com um impacto positivo, "disse Neil Roberts do Laboratório Físico Nacional.

A intenção é que o sistema detector seja desenvolvido e usado para detectar falhas apontando-o para seções do duto de fora. Contudo, os pesquisadores dizem que mais pesquisas são necessárias no campo dos detectores de nêutrons para tornar o sistema mais rápido.

Os pesquisadores sugerem que a tecnologia também pode ser usada em outras aplicações, como inspecionar a integridade de estruturas como pontes.

A pesquisa foi descrita no artigo "Retratando defeitos originados da corrosão em dutos com retrodifusão combinada de nêutrons / raios γ:uma abordagem biométrica, "que foi publicado pela revista Relatórios Científicos .