Una fuga es una vía (normalmente una abertura) por la que un fluido puede escapar de un recipiente o de un sistema que lo contiene, como un tanque o el casco de un barco , a través de la cual el contenido del recipiente puede escapar o puede entrar materia externa en el recipiente. Las fugas suelen ser involuntarias y, por tanto, no deseadas. La palabra fuga suele referirse a una pérdida gradual; una pérdida repentina suele denominarse derrame .
La materia que se filtra hacia adentro o hacia afuera puede ser un gas , un líquido , una pasta muy viscosa o incluso un sólido , como un sólido en polvo o granulado u otras partículas sólidas.
A veces la palabra " filtración " se utiliza en sentido figurado. Por ejemplo, en una filtración de noticias, una información secreta se hace pública.
Según la norma ASTM D7053-17, la fuga de agua se define como el paso de agua (líquida) a través de un material o sistema diseñado para evitar el paso de agua.
Los tipos de aberturas de fuga incluyen una perforación, un corte, un orificio de óxido u otro tipo de corrosión , una fuga diminuta (posiblemente en soldaduras imperfectas ), una grieta o microgrieta, o un sellado inadecuado entre componentes o piezas unidas. Cuando hay una perforación, a menudo se puede ver el tamaño y la forma de la fuga, pero en muchos otros casos, el tamaño y la forma de la abertura de la fuga pueden no ser tan obvios. En muchos casos, la ubicación de una fuga se puede determinar al ver el material goteando en un lugar determinado, aunque la abertura de la fuga en sí no sea obvia. En algunos casos, se puede saber o sospechar que hay una fuga, pero incluso se desconoce la ubicación de la fuga. Dado que las aberturas de fuga suelen tener formas irregulares o grietas extendidas, a veces se mide la fuga por la tasa de fuga, como en el volumen de fluido filtrado por tiempo, en lugar del tamaño de la abertura.
Los tipos de fugas más comunes para muchas personas incluyen fugas en los neumáticos de los vehículos, que permiten que el aire se escape y provocan pinchazos , y fugas en los contenedores, que derraman el contenido. Las fugas pueden ocurrir o desarrollarse en muchos tipos diferentes de sistemas de fluidos domésticos, de edificios, de vehículos, marinos, de aeronaves o industriales, ya sea que el fluido sea un gas o un líquido. Las fugas en los sistemas hidráulicos de los vehículos, como las líneas de freno o de dirección asistida , pueden provocar la pérdida de líquido de frenos o de dirección asistida, lo que resulta en una falla de los frenos, la dirección asistida u otro sistema hidráulico. También son posibles las fugas de refrigerante del motor, particularmente en el radiador y en el sello de la bomba de agua , líquido de transmisión , aceite de motor y refrigerante en el sistema de aire acondicionado . Algunos de estos fluidos del vehículo tienen diferentes colores para ayudar a identificar el tipo de fluido que se está filtrando.
Las baterías corren el riesgo de sufrir fugas, ya que su funcionamiento implica inherentemente corrosión química. Una batería de zinc-carbono es un ejemplo de un componente con fugas que se observa con frecuencia; los electrolitos del interior de la celda a veces se filtran fuera de la carcasa de la celda y provocan daños en un aparato electrónico. [1]
Las fugas de agua se producen cuando hay un daño en el sistema de suministro de agua o en el sistema de aguas residuales de una propiedad que provoca un goteo o una fuga. [ cita requerida ] Las fugas de gas , por ejemplo, en las líneas de gas natural, permiten que se escape gas inflamable y potencialmente explosivo , lo que da lugar a una situación peligrosa. Las fugas de refrigerante pueden ocurrir en refrigeradores o sistemas de aire acondicionado, grandes y pequeños.
Algunas plantas industriales, especialmente las plantas químicas y de energía , tienen numerosos sistemas de fluidos que contienen muchos tipos de productos químicos líquidos o gaseosos, a veces a alta temperatura y/o presión . Un ejemplo de una posible ubicación industrial de una fuga entre dos sistemas de fluidos incluye una fuga entre los lados de la carcasa y los tubos en un intercambiador de calor , que potencialmente contamina uno o ambos sistemas de fluidos con el otro fluido. Un sistema que mantiene un vacío total o parcial puede tener una fuga que provoque una fuga de aire desde el exterior. Los procedimientos y/o equipos de materiales peligrosos pueden intervenir cuando se produce una fuga o derrame de materiales peligrosos. Las fugas durante el transporte de materiales peligrosos pueden resultar peligrosas; por ejemplo, cuando ocurren accidentes. Sin embargo, incluso la fuga de vapor puede ser peligrosa debido a la alta temperatura y energía del vapor.
Las fugas de aire u otros gases de globos aerostáticos , dirigibles o cabinas de aviones podrían presentar situaciones peligrosas.
Una fuga podría incluso estar dentro de un cuerpo vivo, como un agujero en el tabique entre los ventrículos del corazón que causa un intercambio de sangre oxigenada y desoxigenada, o una fístula entre cavidades corporales como entre la vagina y el recto .
Las fugas pueden tener numerosas causas. Pueden producirse desde el principio, incluso durante la construcción o la fabricación o el montaje inicial de los sistemas de fluidos. Las tuberías , tubos , válvulas , accesorios u otros componentes pueden estar mal unidos o soldados. Los componentes con roscas pueden estar mal atornillados. Las fugas pueden deberse a daños, por ejemplo, perforaciones o fracturas. A menudo, las fugas son el resultado del deterioro de los materiales por el desgaste o el 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 hace que se produzcan fugas de agua en los grifos. Las grietas pueden deberse a daños directos o al desgaste por tensión, como una falla por fatiga , o a la corrosión, como el agrietamiento por corrosión bajo tensión . El desgaste de una superficie entre un disco y su asiento en una válvula puede provocar una fuga entre los puertos (entradas o salidas de la válvula). El desgaste de la empaquetadura alrededor de un vástago de válvula giratorio o del eje de una bomba centrífuga giratoria puede provocar una fuga de fluido al medio ambiente. En el caso de algunas bombas centrífugas que funcionan con frecuencia, es tan esperable que se toman medidas para eliminar la fuga. De manera similar, el desgaste de los sellos o empaquetaduras alrededor de las bombas accionadas por pistón también podría generar fugas al medio ambiente.
La diferencia de presión entre ambos lados de la fuga puede afectar el movimiento del material a través de la fuga. Los fluidos se moverán comúnmente del lado de mayor presión al lado de menor presión. Cuanto mayor sea la diferencia de presión, más fuga habrá normalmente. Las presiones de fluido en ambos lados incluyen la presión hidrostática , que es la presión debida al peso de la altura del nivel de fluido por encima de la fuga. Cuando las presiones son aproximadamente iguales, puede haber un intercambio de fluidos entre ambos lados, o poco o ningún movimiento neto de fluido a través de la fuga.
A veces se prueban los contenedores, recipientes, recintos u otros sistemas de fluidos para detectar fugas, para ver si hay alguna y para encontrar dónde están las fugas para poder tomar medidas correctivas. Existen varios métodos para realizar pruebas de fugas , según la situación. A veces, la fuga de fluido puede producir un sonido que se puede detectar. Los neumáticos, los radiadores de motor y tal vez algunos otros recipientes más pequeños se pueden probar presurizándolos con aire y sumergiéndolos en agua para ver dónde salen burbujas de aire que indiquen una fuga.
Si no es posible sumergir el producto en agua, se realiza una presurización con aire y luego se cubre el área que se va a probar con una solución de jabón para ver si se forman burbujas de jabón, lo que indica una fuga. Otros tipos de pruebas para detectar fugas de gas pueden implicar la prueba de los gases que se escapan con sensores que pueden detectar ese gas, por ejemplo, instrumentos de detección especiales para detectar gas natural. La ley federal de seguridad de los EE. UU. ahora requiere que las compañías de gas natural realicen pruebas para detectar fugas de gas antes de los medidores de gas de sus clientes. Cuando se utilizan líquidos, se pueden agregar tintes de color especiales para ayudar a ver la fuga. Se pueden probar otras sustancias detectables en uno de los líquidos, como solución salina para encontrar una fuga en un sistema de agua de mar, o incluso se pueden agregar deliberadamente sustancias detectables para probar si hay fugas.
Los sistemas u otros recipientes recién construidos, fabricados o reparados a veces se prueban para verificar una producción o reparación satisfactoria. Los plomeros a menudo prueban si hay fugas después de trabajar en un sistema de agua u otro fluido. A veces se prueba la presión de un recipiente o sistema llenándolo con aire y controlando la presión para ver si baja, lo que indica una fuga. Una prueba muy común después de una nueva construcción o reparación es una prueba hidrostática , a veces llamada prueba de presión. En una prueba hidrostática, un sistema se presuriza con agua para buscar una caída en la presión o para ver dónde se filtra. La prueba de helio se puede realizar para detectar cualquier fuga muy pequeña, como cuando se prueban ciertas válvulas de diafragma o fuelle, hechas para un servicio de alta pureza y ultra alta pureza, que requieren una capacidad de baja tasa de fuga. El helio y el hidrógeno tienen moléculas muy pequeñas que pueden atravesar fugas muy pequeñas.
Las pruebas de fugas forman parte de la cartera de pruebas no destructivas NDT 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 ayudar en estas elecciones. Por ejemplo, la norma BS EN 1779:1999 se aplica a la evaluación de la estanqueidad mediante la indicación o medición de fugas de gas, pero excluye los métodos hidrostáticos, ultrasónicos o electromagnéticos. También se aplican otras normas:
En los intercambiadores de calor de carcasa y tubos , a veces se realizan pruebas de corrientes de Foucault en los tubos para encontrar ubicaciones en los tubos donde pueda haber fugas o daños que eventualmente puedan convertirse en una fuga.
En plantas complejas con múltiples sistemas de fluidos, muchas unidades interconectadas que contienen fluidos tienen válvulas de aislamiento entre ellas. Si hay una fuga en una unidad, sus válvulas de aislamiento se pueden cerrar para "aislar" la unidad del resto de la planta.
Las fugas se suelen reparar tapando los agujeros o utilizando un parche para cubrirlos. Las fugas de neumáticos se suelen reparar de esta manera. Las juntas, sellos, arandelas o empaquetaduras que tengan fugas se pueden reemplazar. El uso de soldadura, soldadura blanda, sellado o pegado puede ser otra forma de reparar las fugas. A veces, la solución más práctica es reemplazar la unidad que tiene fugas. Los propietarios de viviendas o edificios suelen reemplazar los calentadores de agua que tienen fugas.
Si hay una fuga en uno de los tubos de un intercambiador de calor tubular , se puede tapar ese tubo en ambos extremos con tapones de tamaño especial para aislar la fuga. Esto se hace en los puntos donde los extremos de los tubos se conectan a las placas de tubos. A veces, se tapa de manera preventiva un tubo dañado pero que aún no tiene fugas para evitar futuras fugas. La capacidad de transferencia de calor de ese tubo se pierde, pero normalmente hay muchos otros tubos que absorben la carga de transferencia de calor.
