MÉTODO Y APARATO DE DETECCIÓN DE FUGAS EN UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO.

Método y aparato de detección de fugas en un tanque de almacenamiento MENCIÓN A LA SOLICITUD PREVIA [0001] Este documento es una solicitud de continuación respecto a la solicitud de patente estadounidense, nº de serie 10/614.748, presentada el 07 de julio de 2003 en la cual se reivindica la prioridad según el título 35 del Código de Estados Unidos, §120 y según las disposiciones del Tratado de Cooperación en materia de patentes. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1. Campo de la invención. [0002] La presente invención tiene que ver con un método y dispositivo para suministrar un sistema de detección de fugas seguro, preciso y rentable en un tanque de almacenamiento; y más particularmente, con un método y dispositivo donde la integridad del contenido de un tanque de almacenamiento se determina mediante mediciones de masa del producto almacenado. 2. Información de antecedentes. [0003] Los tanques de almacenamiento tienen un papel fundamental en la economía actual. La economía, a escala mundial, depende del funcionamiento apropiado de estos tanques, ya que su uso está extendido en diferentes industrias y prácticamente en todas las regiones del mundo. Como consecuencia del papel fundamental que estos tanques de almacenamiento desempeñan, la integridad de los tanques es algo muy valioso. Es decir, los propietarios de tanques de almacenamiento están dispuestos a invertir grandes cantidades de dinero en el mantenimiento e inspección de dichos tanques. [0004] Estos tanques son de todas las formas y tamaños, se pueden encontrar tanto bajo tierra como en la superficie, y se utilizan para almacenar una amplia gama de materiales. La capacidad de un tanque de almacenamiento oscila de cientos a millones de galones y se utilizan para almacenar una asombrosa variedad de productos; estos tanques de almacenamiento se usan comúnmente para almacenar materiales peligrosos. [0005] Como se puede imaginar, existe una amplia gama de problemas asociados al mantenimiento de la integridad del tanque de almacenamiento, particularmente con los tanques de almacenamiento en superficie. Dadas las enormes dimensiones de los tanques en superficie, los productos corrosivos contenidos en los tanques, la increíble masa del producto almacenado, y las condiciones meteorológicas extremas a las que los tanques son sometidos, es obvio que las fugas en tanques de almacenamiento en superficie son un problema común. Usando los criterios para la determinación de umbrales de detección de fugas de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) de ,05 galones por hora en un tanque subterráneo de 10.000 galones, este umbral equivaldría a un nivel de detección de15 galones por hora en un tanque en superficie de 80.000. Dado el limitado número de sistemas capaces de cumplir con el umbral de detección de fugas de la EPA en un tanque de almacenamiento subterráneo y las dificultades añadidas asociadas a lo tanques en superficie, se ve fácilmente la dificultad de proteger y detectar las fugas. [0006] No obstante, la dificultad conocida en la prevención de fugas en tanques de almacenamiento no mitiga los deberes o responsabilidades de las partes responsables. Las tremendas consecuencias económicas y medioambientales y la amenaza de litigios y costes de limpieza asociados a fugas en tanques de almacenamiento obligan a las partes responsables a invertir grandes sumas de dinero en el mantenimiento e inspección de los tanques. Las inspecciones de tanques son costosas con respecto a la cantidad de dinero invertido, el peligro que representan para los inspectores y el medio ambiente y el tiempo de inactividad de la producción. De hecho, estas inspecciones a menudo dejan fuera de servicio un tanque durante más de un mes. La amenaza de responsabilidades legales también obliga a las partes responsables a invertir dinero de forma innecesaria para el mantenimiento de estos tanques. Además, las responsabilidades legales no terminan con los litigios y los costes de limpieza. [0007] En la actualidad, las partes responsables son, en algunos países, encarceladas como un resultado directo de fugas en tanques de almacenamiento. Estas fugas han contaminado agua subterránea circundante, parte de la cual sirve como agua potable para los residentes locales. Como tal, las instalaciones vinculadas con tales incidentes se cierran hasta que se puede establecer el cumplimiento con los reglamentos de emisiones más allá de toda duda razonable. A su vez, tal comprobación depende de la comprobación de sistemas y métodos de detección seguros y suficientemente precisos para comprobar dicho cumplimiento. Cada día que las instalaciones cerradas permanecen inoperantivas se suma a una ya enorme pérdida de dinero. [0008] Antes de la presente invención (que se describirá en detalle más adelante), simplemente no existen sistemas o métodos conocidos mediante los cuales se puedan satisfacer los requisitos de detección de fugas. Los sistemas de detección de fugas disponibles actualmente carecen de umbrales de detección lo suficientemente bajos como para detectar fugas hasta los límites superiores permisibles de fuga para tanques de almacenamiento en superficie. [0009] Claramente, por las razones expuestas anteriormente, hay una necesidad seria e inmediata de la capacidad de determinar con bastante más precisión que lo actualmente posible a través del uso de sistemas y métodos disponibles actualmente, la presencia y grado de fuga en tanques de almacenamiento en superficie, al menos hasta 2 el punto de comprobar el cumplimiento de los reglamentos o leyes sobre fugas en tanques de almacenamiento aplicables . Comparación con tecnologías conocidas en el campo [0010] Sistemas de detección de fugas en tanques de almacenamiento se conocen en la técnica; como se divulga en los documentos US4862733 y US5201212A1, aunque estos productos presentan muchos problemas. Los sistemas actuales son imprecisos, o proporcionan datos erróneos para todas o cualquiera de las cuestiones incluyendo: la consistencia del terreno que actúa como la base del tanque, la estratificación de temperatura del producto del tanque, fuentes de ruido externas, dilatación térmica del contenido del tanque, nivel de la capa freática, contaminación previa del terreno y/o la dinámica de la pared del tanque. [0011] Además, algunos dispositivos de detección se pueden usar sólo cuando el tanque de almacenamiento está vacío, y ningún sistema o método conocido garantiza una inspección integral del tanque. La forma más común de dicho sistema es una prueba con caja de vacío; @ sin embargo, este sistema está destinado sólo para soldaduras y no se suele aplicar al tanque al completo. El escaneo de suelo con flujo magnético también se usa, pero no es eficaz al examinar el área de la superficie del suelo cercana a las paredes de superficie o donde hay obstrucciones físicas. La detección ultrasónica se usa, pero sólo es eficaz para áreas pequeñas de la superficie. La detección de gas también se usa, pero los tipos de materiales almacenados en el tanque pueden obstaculizar este método. [0012] Otros sistemas comunes de detección de fugas emplean un sensor de nivel. No obstante, incluso grandes cambios de volumen producen pequeños cambios de nivel, ya que el área de corte transversal de la superficie líquida en estos tanques es muy grande. Esto, combinado con la expansión diferencial y el cambio de temperatura del líquido almacenado y su vapor, hace que este tipo de sistema de detección sea inconsistente y casi inútil. [0013] Finalmente, los sistemas de detección de medición de masa se conocen en la técnica. No obstante, los sistemas y métodos relacionados disponibles actualmente no tienen la capacidad de precisión que se indica arriba como crucial en la actualidad (y que, como se describe más abajo, es proporcionada por los sistemas y métodos de la presente invención). Los sistemas actuales de detección de fugas de medición de masa en la técnica están limitados por variaciones de la cubierta del tanque que resultan de los efectos de la temperatura en el chapado de la cubierta del tanque. Como tal, los sistemas de detección de medición de masa conocidos son sólo lo suficientemente sensibles como para usarse en tanques más pequeños, tanques de almacenamiento típicamente subterráneos. No obstante, como se verá en la especificación a seguir, la presente invención supera las variaciones de cubierta de tanque y otros defectos de la tecnología actual conocida en este campo mediante un equipo, técnicas e interpretación para la recogida y corrección de datos. [0014] Teniendo en cuenta las graves consecuencias de un fallo en la detección de fugas significantes en un tanque de almacenamiento, actualmente no detectables mediante el uso de sistemas o métodos conocidos, existe una necesidad imperiosa de un sistema y un método con los que poder detectar... [Seguir leyendo]

1. Aparato para detectar fugas en un tanque de almacenamiento de líquido comprendiendo: medios sensores de presión diferencial con un componente de medición de baja presión y un componente de medición de alta presión; medios de cubierta de protección para la protección de dichos medios sensores de presión diferencial de materiales y condiciones cuando se sumerge en el contenido líquido de dicho tanque de almacenamiento; estando dicho componente de medición de alta presión configurado para medir la presión del fondo del tanque dentro de un líquido en el que dichos medios de cubierta se sumergen; estando dicho componente de medición de baja presión configurado para recibir datos indicativos de presión atmosférica sustancialmente en la superficie de dicho líquido; medios de medición de presión barométrica configurados para medir la presión atmosférica sustancialmente en la superficie de dicho líquido cuando dichos medios de cubierta de protección se sumergen en él; presión barométrica y medios de cálculo de presión diferencial están configurados para recibir unos primeros y segundos datos reflejando, respectivamente, dicha presión del fondo del tanque y dicha presión barométrica sustancialmente en dicha superficie de dicho líquido, y para ajustar dichos primeros datos para eliminar sustancialmente las variaciones sobre dichas medidas de dicha presión del fondo del tanque provocada solamente por variaciones de presión atmosférica para producir una presión atmosférica ajustada a la presión del fondo del tanque; medios de medición de la temperatura ambiente para medir la emperatura ambiente cerca de dicho tanque de almacenamiento; presión barométrica y dinámica del tanque ajustada a medios de cálculo de presión del fondo del tanque configurados para recibir unos terceros datos indicativos de dicha presión atmosférica ajustada a la presión del fondo del tanque, para recibir unos cuartos datos indicativos de mediciones de la temperatura ambiente mediante dichos medios de medición de temperatura ambiente, para recibir unos quintos datos indicativos de las características de expansión de dicho tanque de almacenamiento, y para ajustar dichos terceros datos con referencia a dichos cuartos y quintos datos para eliminar sustancialmente las variaciones sobre mediciones y cálculos de dicha presión barométrica ajustada a la presión del fondo del tanque, provocadas solamente por cambios dimensionales en dicho tanque de almacenamiento que resultan de las variaciones de temperatura atmosféricas, para producir una presión del fondo del tanque ajustada al tanque dinámico; medios de cálculo de masa del contenido del tanque para calcular el contenido de masa de dicho tanque de almacenamiento sustancialmente basado en dicha presión del fondo del tanque ajustado dinámico y datos de entrada del usuario reflejando las características físicas de dicho contenido en dicho tanque de almacenamiento. 2. Aparato según la reivindicación 1, donde dichos medios de cubierta de protección se configuran manteniendo al menos algunos componentes de dicho aparato dentro de dichos medios de cubierta de protección, incluyendo dicho sensor de presión diferencial, pero exceptuando dicho componente de medición de baja presión y dicho componente de medición de alta presión, en vacío sustancial. 3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, comprendiendo además medios de gestión de temperatura de la cubierta de protección configurados para mantener la temperatura de dicho cubierta de protección sustancialmente a una temperatura especifica de usuario. 4. Aparato según la reivindicación 1, 2 ó 3, donde los medios de detección de presión barométrica comprenden unos primeros medios de medición de presión barométrica configurados para medir la presión atmosférica sustancialmente en la superficie de dicho líquido cuando dichos medios de cubierta de protección se sumergen en éste y para comunicar tal medición con dicho componente de medición de baja presión de dicho sensor de presión diferencial; y unos segundos medios de medición de presión barométrica configurados para medir la presión atmosférica sustancialmente en la superficie de dicho líquido cuando dichos medios de cubierta de protección se sumergen en él; y donde dicha presión barométrica y medios de cálculo de presión diferencial se configuran para recibir primeros y segundos datos reflejando, respectivamente, dicha presión del fondo del tanque y dicha presión barométrica medida por dichos primeros medios de medición de presión barométrica y para calcular la presión atribuible al contenido líquido de dicho tanque de almacenamiento, y recibiendo datos de dichos segundos medios de medición barométricos y, basado en el mismo, ajustando dicha presión atribuible a dicho contenido de dicho tanque de almacenamiento para eliminar sustancialmente las variaciones sobre dichas mediciones de las mismas provocadas solamente por variaciones de presión atmosférica para producir una presión atmosférica ajustada a la presión del fondo del tanque. 39 5. Aparato según la reivindicación 4, donde dichos medios de cubierta de protección se configuran manteniendo al menos algún componente de dicho aparato en ellos, incluyendo dicho sensor de presión diferencial, pero exceptuando dicho componente de medición de baja presión y dicho componente de medición de alta presión, sustancialmente al vacío. 6. Método para la detección de fugas en un tanque de almacenamiento; que incluye los pasos de:   selección del aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, selección de los medios de almacenamiento de datos para recoger una pluralidad de datos de la masa del contenido generados por dichos medios de cálculo de masa del contenido del tanque en una pluralidad de puntos en el tiempo; selección de medios informáticos configurados para generar un indicio perceptiblemente humano de cambios en dichos datos de la masa del contenido entre una pluralidad de dichos puntos en el tiempo; colocación de dichos medios de cubierta de protección sustancialmente en una superficie interior del fondo de dicho tanque de almacenamiento; accionamiento de dicho aparato; y observación de indicios de cambios de los datos en dichos datos de masa del contenido atribuibles a fugas de dicho tanque de almacenamiento para detectar tal fuga. 7. Método según la reivindicación 6, comprendiendo además los pasos de: fijación de los orificios de entrada y salida de flujo de dicho tanque de almacenamiento antes del dicho accionamiento de dicho aparato; y procesamiento sustancialmente selectivo de dichos datos de masa del contenido que se generaron aproximadamente entre la puesta de sol y el amanecer en un lugar de dicho sistema. 40   41   42