ES2292169T3

ES2292169T3 - Procedimiento y dispositivo para producir y aplicar un aerosol para un estancamiento y un revestimiento remotos.

Info

Publication number: ES2292169T3
Application number: ES95939089T
Authority: ES
Inventors: Mark P. Modera; Francois Remy Carrie
Original assignee: University of California Berkeley; University of California San Diego UCSD
Current assignee: University of California Berkeley; University of California San Diego UCSD
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1995-11-06
Publication date: 2008-03-01
Anticipated expiration: 2015-11-06
Also published as: AU703360B2; US5522930A; DE69535617D1; EP0793543A4; CA2202885C; EP0793543A1; AU4104696A; JPH10508534A; DE69535617T2; BR9509601A; WO1996014166A1; CA2202885A1; EP0793543B1

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN METODO Y A UN DISPOSITIVO (2) PARA SELLAR ESCAPES DE FORMA REMOTA POR MEDIO DE LA INYECCION DE UN AEROSOL PREVIAMENTE PREPARADO DENTRO DEL CERRAMIENTO A SELLAR. ESPECIFICAMENTE LA INVENCION SE REFIERE A UN METODO Y A UN DISPOSITIVO (2) PARA PREPARAR, TRANSPORTAR Y DEPOSITAR UN AEROSOL DE FASE SOLIDA EN LA SUPERFICIE INTERIOR DEL CERRAMIENTO REFERIDOS AL TAMAÑO DE LA PARTICULA, A LA VELOCIDAD DEL FLUJO DEL PORTADOR DE LAS PARTICULAS, Y AL DIFERENCIAL DE PRESION, DE MANERA QUE LAS PARTICULAS DEPOSITADAS PUEDAN PUENTEAR Y SUBSTANCIALMENTE SELLAR CADA ESCAPE.

Description

Procedimiento y dispositivo para producir y aplicar un aerosol para un estancamiento y un revestimiento remotos.

Campo de aplicación

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para producir y aplicar un aerosol a efectos de un estancamiento y de un revestimiento remotos. Más concretamente, esta invención se refiere a la obturación de puntos de fuga desde el interior de unos cerramientos o a la aplicación de un revestimiento uniforme a la superficie interior de estos cerramientos, de manera remota y mediante la inyección de un aerosol en el cerramiento, que ha de ser estancado.

Fundamento de la invención

Existe una imperiosa necesidad de procedimientos para estancar y revestir de manera remota. Las investigaciones han demostrado que el potencial de ahorro en energía, por el estancamiento de puntos de fuga en conductos, es del orden de un 20% de la energía empleada en un horno o en un acondicionador de aire (Artículo de M.P. Modera, 1993 - Revista Energy and Buildings - Energía y Edificios, páginas 20; 65 - 75). En los últimos cinco años, las investigaciones han cuantificado el impacto que las fugas en los sistemas de conducción residenciales ejercen sobre el consumo de energía de corriente alterna de alta tensión así como sobre la demanda de la electricidad punta. Una típica casa californiana, con las conducciones situadas en el ático o dentro del techo falso, desperdicia a través de las fugas aproximadamente un 20% de la energía de calefacción y de refrigeración y gasta, durante los periodos de refrigeración punta, aproximadamente 0,5 kV más en electricidad. Además, y dado que un 25 hasta un 75% de las fugas no son accesibles, las tecnologías convencionales - como, por ejemplo, el uso de cintas aislantes o de masilla - no son muchas veces satisfactorias.

Los encapsulantes para sistemas de conducción han sido revelados con anterioridad, y algunos de ellos han sido aplicados por introducir una densa neblina en el sistema conductor.

Shinno informa sobre el estancamiento y el revestimiento de un tubo a través de la aplicación de una neblina sobre la superficie interior del tubo [Patente Núm. 4 327 132 de los Estados Unidos "Procedimiento para el revestimiento de la superficie interior de un tubo" (27 Abril 1982)]. La referida Patente describe el empleo de una neblina, hecha sobre la base de epóxido de componentes múltiples, la cual es aplicada por una corriente de aire rápida para luego ser secada, en su lugar, con la misma corriente de aire rápida. Esta Patente describe también la recuperación y la retirada de restos de pintura, despedidos por la salida del tubo. La Patente de Shinno exige, sin embargo, varios flujos de gas; uno para pulverizar el líquido, que ha de ser aplicado, y otro para soplar la neblina del tubo hacia abajo. Shinno exige, asimismo, para ta mezcla unas velocidades de entre 30 metros/segundo y 100 metros/segundo.

Koga nos enseña un procedimiento y un dispositivo para generar una neblina de material plástico para su deposición sobre la superficie interior de un tubo [Patente Núm. 4 454 173 de los Estados Unidos "Procedimiento para revestir tubos dentro de un oleoducto o gaseoducto" (12 Junio 1984) y Patente Núm. 4 454 174 de tos Estados Unidos "Procedimiento para revestir tubos dentro de un oleoducto o gaseoducto" (12 Junio 1984)]. Estas Patentes se limitan a si mismas a la aportación de una neblina de material plástico a la superficie interior del tubo. Las Patentes de Koga describen el empleo de un compresor y de un generador de vacío para transportar la neblina por el oleoducto o gaseoducto. Adicionalmente, estas Patentes describen la aplicación de una baja presión de aire durante una fase así como la aplicación de una más elevada presión de aire en otra fase. En las Patentes de Koga es empleado un calentador para mantener el material plástico en su forma líquida.

Hyodo y otros describen un procedimiento para el estancamiento de tubos, el cual comprende la aportación de un sellador de tipo aerosol en forma de una espuma [Patente Núm. 4 768 561 de los Estados Unidos "Procedimiento para el estancamiento de tubos" (6 Septiembre 1988)]. El sellador revelado es un sellador que contiene una resina acuosa, elegida del grupo que consiste en emulsiones y látex como componente principal, y el mismo es añadido mediante un agente propulsor como, por ejemplo, el freón 12/freón 114.

En la Patente Británica Núm. GB 2 195 416 A está revelado un procedimiento de inyección "in situ" para estancar un gaseoducto, con el gas pasando por la tubería. Una densa neblina es generada par pulverizar un sellador líquido directamente desde una boquilla pulverizadora - dispuesta dentro de la tubería del gas - al interior del flujo de gas dentro de la tubería.

Según la Patente Núm. 4 994 307 A de los Estados Unidos es empleado un sistema de nebulización permanente para la red de distribución de gas, según el cual los conductos del gas son alcanzados desde la parte interior para remediar así unas fugas remotas. De esta manera, la nebulización continua transporta la resina selladora hacia los puntos de fuga, en función del flujo de la corriente y de las circunstancias de la fuga.

La Patente Núm. 4 768 561 A de los Estados Unidos revela un procedimiento para el estancamiento de tubos, según el cual una espuma es introducida en el tubo por pulverizarse hacia el interior del mismo un fluido desde un depósito pulverizador. La espuma es pulverizada al interior del tubo hasta que pueda ser alcanzada y mantenida una presión previamente determinada.

La presente invención tiene el objeto de proporcionar un procedimiento y un dispositivo que sean capaces de estancar una multitud de puntos de fuga desde el interior de un cerramiento.

La presente invención queda definida por las reivindicaciones 1, 15 y 20, respectivamente.

Resumen de la invención

La presente invención comprende un procedimiento y un dispositivo para estancar y revestir de manera remota un cerramiento desde la parte interior del mismo. La invención permite un control exacto dónde es depositado el material encapsulante, y la misma es capaz de estancar - con eficacia y de forma remota - los puntos de fuga desde la parte interior de un cerramiento, incluso al estar implicada una más compleja red de codos, de tubos en forma de T y de tubos bifurcados.

El procedimiento conforme a la presente invención hace uso de unos selladores de aerosol, y la versatilidad de esta técnica consiste en el hecho de que la misma puede ser aplicada eficazmente en los cerramientos o tuberías con codos y con bifurcaciones, sin por ello afectar de manera significativa la prestación del sellado o estancamiento.

El procedimiento comprende soplar un aerosol a través de un cerramiento o de un sistema de conducción para estancar los puntos de fuga desde la parte interior, consistiendo el principio en el hecho de que las partículas del aerosol se depositan en las fisuras de la red de canalización al intentar las mismas escapar a causa del diferencial de presión del soplado. Sin embargo, solamente introducir un aerosol, con partículas de un tamaño al azar, no tiene por resultado un estancamiento. La técnica conforme a la presente invención utiliza un mejor concepto del transporte de aerosoles dentro de un sistema ADS (Air Distribution System o sistema de distribución del aire), al igual que utiliza la deposición de partículas en los lugares de fuga para así proporcionar una prestación del estancamiento, la cual puede ser cuantificada.

Una técnica sobre la base de aerosoles es empelada para reducir de una manera significativa la falta de estanqueidad del sistema de distribución de aire (ADS). Un aerosol, hecho de una suspensión líquida de un polímero de vinilo, puede tapar, en menos de 30 minutos, 16 cm2 de la zona de fuga efectiva dentro de una ramificación de un sistema de conducción residencial. Dentro de un sistema de conducción de tipo pequeño, la zona de fuga efectiva de un conducto típico puede ser reducida por aproximadamente un 80% en 20 minutos (Véase la Tabla 1 más abajo).

El empleo de un aerosol para estancar los puntos de fuga desde el interior de un cerramiento, o para aplicar un revestimiento uniforme a lo largo de la superficie interior de un cerramiento, requiere una cuidadosa preparación del aerosol así como un control del flujo del mismo a través del cerramiento. Al tratarse del estancamiento de puntos de fuga, también tiene que ser controlada la presión dentro del cerramiento con el fin de que el aerosol se pueda depositar en los puntos de fuga.

La presente invención representa un revolucionario éxito en la tecnología, teniendo en cuenta que la misma es capaz tanto de estancar como de revestir - de forma remota - un cerramiento desde el interior del mismo. No siendo solamente útil para el estancamiento y el revestimiento de conductos y de otros tipos de cerramientos, esta tecnología también puede ser aplicada para rellenar los huecos en los edificios y otras cavidades a efectos de una incrementada integridad estructural, de una perfeccionarla insonorización y de un mejor aislamiento. El procedimiento y el dispositivo para el estancamiento y el revestimiento, descritos en esta aplicación, ofrecen unas importantes ventajas en relación con la tecnología convencional.

Otra ventaja de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento y un dispositivo que pueden estancar los puntos de fuga, sin que los primeros tengan que ser dirigidos hacia unas aberturas específicas.

Otra ventaja más de la presente invención consiste en proporcionar un dispositivo que puede ser transportado fácilmente.

Todavía otra ventaja más de la presente invención consiste en un dispositivo, que puede ser usado de una manera segura y fácil.

Estas ventajas y otras así como algunos aspectos de la presente invención se pondrán por completo de manifiesto al ser leída la detallada descripción, relacionada a continuación, en conjunto con los planos adjuntos.

Breve descripción de los planos adjuntos

La Figura 1 muestra una vista lateral de sección de un dispositivo para la implementación del procedimiento de la presente invención; mientras que

La Figura 2 indica un gráfico de un ejemplo de la eficiencia de penetración, trazada en relación con la velocidad de flujo del aire de varios tamaños de partículas.

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Nomenclatura

C_{m}: Concentración de masa del aerosol [kg/m^{3}]

D: Diámetro del conducto [m]

d(): Diferencial [-]

d_{p}: Diámetro de partícula [m]

1: Gradiente de velocidad del flujo próximo [s^{-1}]

e: Espesor de pared del conducto [m]

f: Factor de fricción [-]

g: Aceleración de gravedad [m/s^{2}]

h: Anchura de fuga [m]

i: Índice [-]

L: Longitud del conducto [m]

P: Penetración [-]

Q: Velocidad de flujo o caudal [m^{3}/s]

Re_{s} \hskip0,6cm Número de Reynolds de ranura 2

Re_{D} \hskip0,55cm Número de Reynolds de conducto 3

Re_{p}: Número de Reynolds de partícula (basado en la velocidad relativa [-]

S: Relación de densidad partícula : aire [-]

SE: Eficiencia de estancamiento [-]

Stk \hskip0,65cm Índice de caldeo 4

t: Tiempo [s]

t_{i}: Característica i del tiempo de estancamiento [s]

t_{res} \hskip0,7cm Tiempo de permanencia en zona de separación 5

U: Velocidad media dentro del conducto [m/s]

U_{s}: Velocidad corriente arriba de la ranura a y=y_{s}[m/s]

u: Velocidad a lo largo de x [m/s]

\vec{u}: Velocidad de vector [m/s]

V_{d}: Velocidad de difusión turbulenta [m/s]

V_{e}: Efectiva velocidad de deposición media en la pared [m /s]

V_{g}: Velocidad de sedimentación gravitacional V_{g} = g \tau [m/s]

V.: Velocidad de deposición sin dimensión [-]

v: Velocidad a lo largo de y [m/s]

v_{r}: Velocidad radial de la partícula [m/s]

v_{s} \hskip0,8cm Velocidad de masa a través de la ranura; aquí 6

w: Espesor del sellado o estancamiento [m]

w_{r} \hskip0,75cm Velocidad relativa de la partícula 7

x: Coordenada horizontal [m]

y: Coordenada vertical [m]

y_{s}: Altura de la línea de corriente de succión divisora [m]

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Símbolos griegos:

\alpha\hskip0,9cm Gradiente de velocidad sin dimensión del flujo próximo 8

\DeltaP: Presión diferencial a través de la ranura [Pa]

\gamma: Ángulo [rd]

\eta: Eficiencia de deposición [-]

\nu: Viscosidad cinemática del flujo de interés [m^{2}/s]

\rho: Densidad [kg/m^{3}]

\tau: Tiempo de relajación de partícula [s]

\tau.: Tiempo de relajación de partícula sin dimensión [-]

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Subíndices y superíndices:

f: perteneciente al flujo de interés

0: at t = 0, al comienzo del experimento

D: perteneciente al conducto o conductor

p: perteneciente a la partícula

ref: a la presión diferencial de referencia

s: perteneciente a la ranura

seal: perteneciente a la constitución de la partícula

-: valor medio

*: cantidades sin dimensión o irrelevantes de la dimensión

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Abreviaciones:

ADS: Air Distribution System (sistema de distribución del aire)

ELA: Effective Leakage Area (zona de fuga efectiva) [m^{2}]

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Descripción detallada de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para el estancamiento y/o el revestimiento remotos de una estructura desde el interior de la misma. Específicamente, esta invención comprende un procedimiento para preparar, transportar y depositar - de forma remota - un aerosol a lo largo de la superficie interior de un cerramiento y/o para depositar el aerosol en cualquier punto de fuga o abertura en este cerramiento con el fin de obturar o sellar dichos puntos de fuga o aberturas. La invención comprende, asimismo, un dispositivo que posibilita la puesta en práctica del procedimiento.

El procedimiento

El procedimiento de la presente invención se compone generalmente de cuatro fases. En primer lugar, el aerosol es preparado (por ejemplo, de un sólido suspendido en líquido). En segundo lugar, es generado un flujo de soporte (fluido). En tercer lugar, el aerosol es introducido en el flujo de soporte. En cuarto lugar, el flujo de soporte, cargado del aerosol, es empleado para someter el cerramiento a presión, a efectos de ser estancado éste último.

El punto más crítico en la preparación del aerosol para el aspecto del sellado o estancamiento del punto de fuga consiste, según la presente invención, en el hecho de que el aerosol ha de estar apropiadamente dimensionado y sustancialmente solidificado, antes de llegar a los puntos de fuga que tienen que ser estancados. El aerosol ha de tener un tamaño lo suficientemente pequeño para desplazarse hacia los puntos de fuga, antes de abandonar el flujo de soporte a través de una sedimentación gravitacional, como asimismo ha de ser lo suficientemente grande para abandonar la corriente de aire y depositarse a lo largo de los límites del punto de fuga, una vez alcanzado éste. Al ser empleadas para un estancamiento, las partículas tienen que ser pegajosas y deben mantener principalmente su forma, de tal manera que las mismas se puedan colocarse una sobre la otra al incidir las partículas en la superficie interior del cerramiento.

Según otra forma de realización de la presente invención, esta preparación es llevada a efecto o 1) por secarse el aire de la inyección de un aerosol sólido, suspendido en líquido, o 2) calentar el flujo de aire entrante, previo a la inyección del aerosol. Al ser empleada una base líquida para el aerosol sellador, dos medios para controlar el tamaño de las partículas del aerosol consisten en el tipo de tobera de inyección empleada y en el grado de dilución de la suspensión líquida. Como alternativa, existe la posibilidad de que un aerosol de fase sólida sea empleado directamente.

Las variables más importantes - que afectan el transporte y la deposición del aerosol - son la velocidad de flujo o el caudal del conducto (es decir, del cerramiento), el tamaño de la partícula así como la presión del conducto. Estas variables afectan la velocidad y la eficiencia a las cuales tienen lugar el estancamiento (aquí todas las tres variables) y el revestimiento (aquí la velocidad de flujo y el tamaño). Estas variables determinan también la profundidad en el conducto (o en el tubo) a la cual se desplazará una partícula antes de su sedimentación gravitacional.

Estas variables pueden ser calculadas, una vez que haya sido elegida una particular eficiencia de estancamiento. La eficiencia de estancamiento es el producto de la eficiencia de penetración (P) y de la eficiencia de deposición (\eta).

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El índice de caldeo queda definido por:

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Los cálculos han sido realizados empleando los modelos para la velocidad, originada por una difusión turbulenta (V_{d}), y unas correlaciones experimentalmente derivadas (Véase el artículo de Anand, N.K. de Mc Farland, A.R. en la Revista "American Industrial Hygiene Association", No. 50, páginas 307 - 312) han sido empleadas para determinar la velocidad de difusión turbulenta (V_{d}):

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16

En la que el factor de fricción f es dado por la ecuación de Blasius

17

La efectiva velocidad de deposición media Ve puede ser evaluada según:

18

Desde el punto de vista del revestimiento, y tal como esto puede ser apreciado por una exacta comprobación de la Figura 2, cuanto mayor sea la velocidad de difusión turbulenta (V_{d}) en comparación con la velocidad de sedimentación gravitacional (V_{g}), tanto más uniforme es la deposición de las partículas en la sección transversal del conducto en cuestión.

En cuanto a la eficiencia de deposición (\eta), al tratarse de una deposición de partículas en una ranura bidimensional desde una corriente transversal (que es representativa del fenómeno de deposición, que se presenta en muchos puntos de fuga, encontrados en loas sistemas de distribución de aire, y la misma puede ser empleada para aproximarse al estancamiento de unas fugas en juntas anulares y en agujeros circulares), esta eficiencia, pues, puede ser determinada como sigue:

19

Cuyos símbolos están relacionados en la Nomenclatura, mientras que v_{s} así como y_{s} pueden ser calculadas con las ecuaciones siguientes:

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Los límites teóricos de un análisis de este tipo están aproximados por lo siguiente:

22

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23

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24

Hay más de un conjunto de velocidad de flujo, de tamaños de partículas y de presiones del conducto, el cual podrá justificar estas ecuaciones. En relación con el estancamiento de la presente invención es así, que la partícula sólida del aerosol puede medir entre 1 y 100 micra. Dentro de una preferida gama, el tamaño de la partícula puede ser de un diámetro entre 2 y 40 micra, siendo la gama más preferida, sin embargo, de un diámetro entre 3 y 15 micra. Las velocidades de flujo o los caudales pueden ser de 20 hasta 20.000 metros cúbicos por hora. Para las redes de canalización residenciales, la gama preferida de los caudales entre 100 y 5.000 metros cúbicos por hora, mientras que una gama aún más preferida abarca entre 200 y 600 metros cúbicos por hora. Dentro de las redes de canalización comerciales, la preferida gama de caudales está entre 500 y 5.000 metros cúbicos por hora. Existe un límite superior para la presión del conducto, el cual queda establecido por la integridad estructural del cerramiento, que ha de ser estancado.

Con respecto al estancamiento de los puntos de fuga, la deposición de las partículas es conseguida por constituirse un puente entre los límites, formados por el punto de fuga dentro del cerramiento. Según una forma de realización, el material de las partículas selladoras está suspendido dentro de una base líquida. Un aerosol de fase sólida queda formado por eliminar el líquido durante la inyección del aerosol. Un ejemplo para un material apropiado consiste en suspender los materiales plásticos del vinilo dentro de agua con el fin de emplearlos como un aerosol. De una forma más concreta, un aerosol es producido de una suspensión líquida de un polímero de vinilo de acetato/acrilato, y el mismo es luego secado con el fin de obtener unas partículas sólidas y pegajosas. Con independencia del material elegido, resulta crítico que las partículas puedan mantener su forma durante su impacto en los límites del punto de fuga. Si las partículas son demasiado deformables, las mismas tendrán la tendencia de propagarse hasta más allá de los límites del punto de fuga e impiden cualquier acumulación de partículas, que se extiendan por todo el punto de fuga.

En la realización efectiva del procedimiento arriba descrito, la velocidad de flujo del conducto y la presión dentro del cerramiento tienen que ser mantenidas para reducir al mínimo la pérdida en el material sellador. En la práctica, la presión y la velocidad del flujo han de ser mantenidas por encima de un valor mínimo.

La preparación del cerramiento, que ha de ser estancado, comprende normalmente el cierre de las aberturas previstas en el cerramiento. Habrían de ser cerradas, por ejemplo, las bocas de ventilación en un sistema de calefacción. Otra posible fase en la preparación del cerramiento podría ser la introducción de filtros de bolsa para mantener la velocidad dentro del sistema. En la práctica real también podría ser necesario aislar dentro del cerramiento cualquier objeto, que pudiera ser propenso a ser recubierto o revestido.

En la aplicación como estancamiento, el cierre de unas aberturas - intencionadamente existentes - y el empleo de un gas, como el agente portador, hacen posible que la presente invención pueda facilitar la inmediata reutilización de la hermeticidad del cerramiento al aire, el cual está siendo sellado o estancado. Esto es llevado a efecto por controlarse, durante el proceso del estancamiento, tanto el flujo del agente portador como la presión del cerramiento.

Concepto general del revestimiento

A través de los conocimientos, revelados en esta aplicación, la inyección del aerosol puede ser optimada para revestir o recubrir el lado interior, en lugar de acumularse las partículas de forma preferente en los puntos de fuga de estos cerramientos. Esto se lleva a cabo por operar en un régimen de transporte del aerosol, el cual es denominado difusión turbulenta y no necesita el empleo de las partículas con un "deslizamiento limitado" (es decir, partículas que se acumulan entre sí). Esto puede ser comprendido mejor por comprobar las ecuaciones de la eficiencia de penetración, P, y de la velocidad de deposición V_{e}.

La velocidad de deposición se constituye de dos componentes, es decir, de la velocidad de sedimentación gravitacional, V_{g}, y de la velocidad de difusión turbulenta, V_{d}. Al ser aumentada la velocidad del flujo de aire, se incrementan también la velocidad y el número de Reynolds del flujo a través del cerramiento, lo cual hace que aumente la velocidad de difusión turbulenta, V_{d}. Por incrementarse la velocidad de difusión turbulenta, la deposición en la pared está siendo dominada por la difusión turbulenta y la misma se vuelve, por consiguiente, uniforme. En contraposición, a unas reducidas velocidades de flujo (es decir, las referidas velocidades y el número de Reynolds), la deposición en la pared tiene lugar principalmente a través de una sedimentación gravitacional y la misma, por lo tanto, está concentrada por el fondo del cerramiento.

Adicionalmente, y como quiera que, para la aplicación del revestimiento, el aerosol no tiene que extenderse por ningún espacio o hueco, es reducida la limitación de que las partículas son de un "deslizamiento limitado" (es decir, que las mismas no fluyen de manera apreciable después de su contacto). En efecto, algún flujo de las partículas resulta beneficioso en esta aplicación, teniendo en cuenta que ello redunda en un revestimiento más uniforme.

La Figura 2 indica los regímenes de operación para la aplicación particular de un conducto de aire. A unas velocidades del flujo de aire, la separación de las partículas de la corriente de aire se produce principalmente por una sedimentación gravitacional, que tiene por resultado la deposición de las partículas en el fondo del conducto y la misma es, por consiguiente, de una penetración baja. Al ser incrementado el flujo del aire, también aumenta la deposición en la pared, y esto debido al hecho de que las partículas se están desplazando más rápidamente a través del conducto y, por lo tanto, se desplazan hasta más lejos antes de depositarse en el fondo, lo cual corresponde a una penetración alta. Para depositar las partículas en los puntos de fuga, de forma preferente son elegidos unos tamaños de partículas y unas velocidades de flujo que aumentan al máximo la eficiencia de penetración en el cerramiento, manteniendo al mismo tiempo una razonable eficiencia de deposición. Al ser la velocidad del flujo de aire aumentada aún más, también comienza a incrementarse la separación para las paredes, debido a un aumento en la difusión turbulenta hacia las paredes y a unos más elevados números de Reynolds, lo cual tiene otra vez por resultado una baja penetración. Es este tercer régimen el que produce un revestimiento relativamente uniforme en las paredes interiores del conducto.

Un diagrama de la zona de fuga efectiva ELA en relación con el tiempo pone de manifiesto una gran reducción en la parte de fuga. El historial del tiempo de la reducción en la fuga proporciona la documentación sobre el proceso del estancamiento. La documentación de la reducción en la zona de fuga puede ser presentada a los auditores terceros para cuantificar la efectividad del estancamiento y, por consiguiente, el ahorro en energía como resultado de emplear las partículas para sellar de forma remota los puntos de fuga. La curva de la zona de fuga efectiva ELA será distinta para los diferentes sistemas de canalización, incluso para unos sistemas de conductos que aparentemente estén construidos de forma idéntica. Existe una muy reducida probabilidad de que se puedan producir unas curvas entre si idénticas.

El dispositivo

Otro aspecto de la presente invención consiste en un dispositivo para llevar a efecto el procedimiento anteriormente descrito. La Figura 1 muestra una forma de realización de la presente invención. Este dispositivo está formado por un cuerpo principal 2, que se compone de una estructura hueca, que está dividida en un extremo de preparación 4 y en un extremo de entrega 6. Según una forma de realización, este cuerpo principal 2 es de conformación cilíndrica, y el extremo de preparación 4 está inclinado para tener una forma troncocónica.

Un ventilador 8 está unido con el extremo de preparación 4 del cuerpo principal 2. Este ventilador 8 genera un flujo de aire que pasa a través de la parte hueca del cuerpo principal 2 y que sale por el extremo de entrega 6 del cuerpo principal 2. El flujo de aire generado representa el flujo de soporte hacia cuyo interior el aerosol de fase sólida será inyectado, y el mismo es empleado para someter a una presión el cerramiento que ha de ser estancado. Un calentador de aire 10, dispuesto entre el ventilador 8 y el extremo de entrega 6 del cuerpo principal 2, calienta el flujo de aire entrante. Según otra forma de realización es así, que el calentador de aire 10 puede estar sustituido por el empleo de un desecante. Un filtro 12 se encuentra situado entre el calentador de aire 10 y el extremo de entrega 6 del cuerpo principal 2 para eliminar cualquier partícula de impureza, antes de ser inyectado el aerosol, y para asegurar que las partículas del aerosol no puedan entrar en contacto con el calentador 10.

Por el interior del cuerpo principal 2 está dispuesto un termostato 14, como asimismo está previsto dentro del mismo un interruptor de presión 16. Según esta forma de realización, el interruptor 16 está situado por el extremo de entrega 6 del cuerpo principal 2. Un mecanismo de control 8 - que une el ventilador 8, el interruptor de presión 16, el calentador de aire 10 y el termostato 14 con sus partes correspondientes - controla la temperatura y la velocidad del flujo de soporte.

Un sensor de medición de flujo 19 está unido coro la entrada del ventilador 8. Según una forma de realización es así, que la diferencia de presión en una placa de orificio es medida mediante un transductor de presión. El flujo, que pasa a través de la unidad, es proporcional a la raíz cuadrada del diferencial de presión, que existe en la placa de orificio.

Dentro del cuerpo principal 2, una tobera inyectora 20 está dispuesta entre el filtro 12 y el extremo de entrega 6 del cuerpo principal 2. Una suspensión líquida de aerosol es aportada a la tobera inyectora 20 desde una fuente de aerosol 22. Según una forma de realización, esta fuente de aerosol 22 está constituida por un compresor de aire, por un regulador de presión y por un depósito de reserva del líquido. Los mejores resultados podrán ser obtenidos si la tobera inyectora y la fuente de aerosol producen un aerosol mono-disperso. Al ser empleada una fuente de aerosol seco, el calentador de aire 10 puede ser eliminado.

Una pareja de asas 24 está fijada en el cuerpo principal 2 del dispositivo para facilitar el transporte y la manipulación del dispositivo. Adicionalmente está previsto un conjunto de pies 26 en la parte inferior del cuerpo principal 2 para dar estabilidad a la unidad y para facilitar el posicionamiento del dispositivo. Durante el empleo del dispositivo, el extremo de entrega 6 está unido con una abertura del cerramiento, que ha de ser estancada. El ventilador 8 produce un flujo de soporte que pasa por el sensor de medición de flujo 19 y es calentado por el calentador de aire 10 para luego pasar por el filtro 12 para eliminar las impurezas. Desde la fuente de aerosol 22 y a través de la tobera inyectora 20, el aerosol es inyectado hacia el interior del extremo de preparación 4 del dispositivo. El aerosol es transportado por el flujo de soporte, producido por el ventilador 8, para ser evacuado por el extremo de entrega 6 del dispositivo. El líquido dentro del aerosol se evapora, y el flujo de soporte - conjuntamente con el remanente aerosol de fase sólida - es empleado para someter a presión el cerramiento, que ha de ser estancado.

La presión diferencial entre la parte interior del cerramiento y el exterior atmosférico hace que las partículas del aerosol de fase sólida puedan encontrar los puntos de fuga en el cerramiento. Al incidir el aerosol en los límites interiores de lo puntos de fuga, el mismo queda pegado en su punto de contacto. A través de este proceso queda constituido un puente de las partículas entre los límites, que son formados por un punto de fuga dentro del cerramiento.

Conforme esté siendo sellado el punto de fuga, aumenta la presión dentro del cerramiento. Este incremento en la presión actúa en forma de una realimentación para el dispositivo, y el interruptor de presión desconecta - en conjunto con el mecanismo de control 18 - el dispositivo, una vez que la presión haya alcanzado un nivel que indica que el punto de fuga ha sido estancado.

Ejemplo Núm. 1

Han sido llevados a efecto unos experimentos, empleando para ello un dispositivo similar a la forma de realización aquí descrita. Se ha descubierto que, con la aplicación del procedimiento y del dispositivo de la presente invención, se pueden sellar o estancar 16 cm^{2} de la zona de fuga efectiva (ELA) dentro de un cerramiento en menos de 30 minutos. Los resultados indicados en la Tabla 1 proporcionan una comprobación del concepto del estancamiento de un cerramiento mediante aerosoles. La Tabla 1 indica unos resultados típicos.

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TABLA 1 Reducción en la zona de fuga efectiva (ELA) después de la inyección de un aerosol

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En los experimentos Núms. 1 hasta 11, resumidos en la Tabla 1, un calentador incorporado ha sido empleado para reducir el contenido en agua de las partículas del aerosol, previo a la inyección del aerosol.

De la Tabla 1 puede ser apreciado, que la zona de fuga (ELA) del cerramiento puede ser reducida en más de un 90%, dentro de 20 hasta 45 minutos. Además, la inicial velocidad del flujo de aire puede ser reducida a 40 metros cúbicos por bifurcación, y ella proporciona todavía una suficiente penetración del aerosol así como una significativa reducción en la zona de fuga efectiva. (Véanse los experimentos Núms. 6 y 7). Conforme a nuestros experimentos, la obturación de un equivalente de 16 cm^{2} se producirá en aproximadamente 30 minutos. Unos mayores puntos de fuga requieren más tiempo para su estancamiento (Véanse los experimentos Núms. 10 y 11).

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Ejemplo Núm. 2

El gráfico, indicado en la Figura 2, muestra la eficiencia de penetración en función de la velocidad del flujo y del tamaño de partículas. Este ejemplo ha sido llevado a efecto por aplicar el procedimiento de la presente invención dentro de un conducto con un diámetro de 15 cms. y con una longitud de 10 metros. Las aristas en las líneas representan las condiciones bajo las cuales la máxima penetración es el resultado del equilibrio entre la velocidad de difusión turbulenta V_{d} en las paredes del conducto y la velocidad de sedimentación gravitacional V_{g} para un particular tamaño de la partícula, que se desplaza a través del conducto.

Claims

1. Procedimiento para estancar unos puntos de fuga dentro de un cerramiento de fluido, el cual comprende las fases siguientes:

a) Someter el cerramiento bajo presión, empleando para ello un fluido que, a una particular velocidad de flujo, fluye desde un lugar de inyección del fluido hacia y a través de los puntos de fuga en el referido cerramiento de fluido para aplicar una particular presión diferencial sobre los puntos de fuga;

b) Controlar el flujo del fluido y la presión por el interior del mencionado cerramiento de fluido;

c) Inyectar en el referido cerramiento de fluido un aerosol, que comprende partículas de un tamaño dentro de ta gama entre 1 y 100 micras de diámetro; así como

d) Introducir las mencionadas partículas en el referido flujo, que fluya hacia los mencionados puntos de fuga y a través de los mismos;

En este caso, las referidas partículas mantienen principalmente su forma y se adhieren - tanto entre si como en la pared del cerramiento - por su impacto con los lugares colindantes con los puntos de fuga para así formar un puente de partículas, que se extienden entre los límites de cada uno de los referidos puntos de fuga.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) según el cual las referidas partículas tienen un tamaño dentro de la gama entre 2 y 40 micras de diámetro.

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 2) según el cual las referidas partículas tienen un tamaño dentro de la gama entre 3 y 15 micras de diámetro.

4. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) según el cual la generada velocidad de flujo del fluido está entre 20 y 20.000 metros cúbicos por hora.

5. Procedimiento conforme a la reivindicación 4) según el cual la generada velocidad de flujo del fluido está entre 100 y 5.000 metros cúbicos por hora.

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 5) según el cual la generada velocidad de flujo del fluido está entre 200 y 600 metros cúbicos por hora.

7. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) según el cual las partículas constituyen un aerosol de fase sólida, comprendiendo la fase d) también los pasos siguientes:

d) Diluir un sellador, que se encuentra suspendido dentro de un líquido de soporte;

f) Inyectar el sellador - suspendido dentro del líquido de soporte - en el flujo del fluido; así como

g) Reducir el grado de saturación de la fase de vapor del líquido de soporte dentro del flujo de fluido.

8. Procedimiento conforme a la reivindicación 7) según el cual el paso g) comprende la fase siguiente:

h) Secar el gas dentro del referido flujo del fluido.

9. Procedimiento conforme a la reivindicación 7) según el cual el paso g) comprende la fase siguiente:

h) Calentar el gas dentro del referido flujo del fluido.

10. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) según el cual la fase a) comprende - para someter el cerramiento a la presión - los pasos siguientes:

e) Cerrar cualquier abertura intencionalmente existente en el cerramiento; así como

f) Aislar o quitar del interior del cerramiento cualquier estructura, que sea propensa de ser recubierta o revestida.

11. Procedimiento conforme a la reivindicación 10) según el cual la fase a) comprende - para asistir en someter el cerramiento a la presión - el siguiente paso adicional:

g) Emplear - en una abertura, prevista en el referido cerramiento - un filtro para reducir la presión interna y para aumentar las velocidades del flujo de fluido.

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12. Procedimiento conforme a la reivindicación 10) según el cual la fase a) comprende - para asistir en someter el cerramiento a la presión - el siguiente paso adicional:

g) Introducir una turbulencia en el cerramiento para ayudar a mantener las partículas suspendidas dentro del flujo de aire.

13. Procedimiento conforme a la reivindicación 7) según el cual el aerosol de fase sólida está suspendido dentro de agua.

14. Procedimiento conforme a la reivindicación 7) según el cual el gas, que es empleado para generar el referido flujo de soporte, es el aire.

15. Dispositivo para estancar y revestir, de una manera remota, un cerramiento desde la parte interior del mismo; dispositivo éste que comprende:

a) Un cuerpo principal (2), que está constituido por una estructura hueca que está dividida en un extremo de preparación (4) y en un extremo de entrega (6);

b) Un ventilador (8), que está unido con el extremo de preparación (4) del cuerpo principal (2);

c) Un calentador de aire (10), situado entre el referido ventilador y el extremo de entrega del cuerpo principal;

d) Un filtro, situado entre el referido calentador de aire y el extremo de descarga del cuerpo principal;

e) Un termostato (14), situado dentro del cuerpo principal;

f) Un interruptor de presión (16), situado dentro del cuerpo principal;

g) Un mecanismo de control (18), que une entre si el referirlo ventilador, el sensor de presión, el mencionado calentador de aire y el termostato;

h) Una tobera inyectora (20), dispuesta dentro del cuerpo principal, entre el filtro y el extremo de entrega del cuerpo principal; así como

i) Una fuente de aerosol (22), que está unida con la referida tobera inyectora;

En este caso, la tobera inyectora (20) está prevista para inyectar un aerosol, que comprende unas partículas con un tamaño dentro de la gama entre 1 y 100 micras de diámetro.

16. Dispositivo conforme a la reivindicación 15) en el cual. un aparato de medición de flujo (19) está unido con el referido ventilador.

17. Dispositivo conforme a la reivindicación 16) en el cual el interruptor de presión (16) es una unidad remota, que está situada dentro del cerramiento que ha de ser estancado.

18. Dispositivo conforme a la reivindicación 16) en el cual la tobera inyectora (20) es una tobera de ultrasonido.

19. Dispositivo conforme a la reivindicación 16) en el cual la fuente de aerosol (22) comprende un compresor de aire, un regulador de presión y un depósito de reserva del líquido.

20. Un sellado o estancamiento de una abertura o grieta de fuga en un cerramiento, el cual comprende:

Unas partículas que mantienen principalmente su forma y que se adhieren tanto entre si como en una pared del cerramiento, en unos lugares colindantes con la abertura de fuga dentro de la pared del cerramiento, en los cuales las partículas forman - como resultado de la adherencia entre si en los lugares colindantes con la referida abertura de fuga - un puente de partículas y constituyen así un estancamiento o sellado, que se extiende entre los límites de la mencionada abertura de fuga;

En este caso, el mencionado sellado de la abertura de fuga es aplicado por medio del procedimiento conforme a la reivindicación 1) o bien este sellado de la abertura de fuga es aplicado empleando un dispositivo conforme a la reivindicación 15).