Obieto de la invención La presente invención se refiere a un método y a un sistema de inspección para detectar aquellas zonas de una superficie recubierta de un revestimiento de protección afectadas por defectos que pueden poner fuera de uso dicha superficie.

Más específicamente, la invención se refiere a un método de inspección y evaluación del revestimiento de protección que cubre una superficie metálica con el fin de determinar la existencia de zonas de la superficie afectadas por procesos de corrosión. La superficie metálica cubierta con un revestimiento de protección se utiliza en la construcción de estructuras que trabajan en un entorno marino.

Estado de la técnica Una superficie metálica utilizada en un entorno marino se ve afectada con el paso de tiempo por fenómenos de corrosión que la deterioran de tal manera que tiene que ser reparada y, en algunos casos, incluso sustituidas zonas de la misma. Para evitar este deterioro, una superficie metálica utilizada en la construcción de un barco se cubre con un revestimiento de protección con el fin de evitar, en la medida de lo posible, que la superficie metálica se vea afectada por procesos de corrosión.

La principal misión de revestimiento de protección de casco de un barco es proteger la superficie metálica del medio marino, evitando la corrosión de la superficie metálica. Otra de sus misiones es la de evitar la fijación en el casco de la embarcación de seres vivos que viven en el mar, ya que éstos favorecen procesos de desprendimiento de las diferentes capas que forman el revestimiento de protección.

Cada una de las capas de protección tienen, normalmente, diferentes espesores y, asimismo, misiones diferentes. Por ejemplo, el revestimiento de protección comprende una primera capa de imprimación antioxidante, una segunda capa anticorrosiva, una tercera capa de acabado y una última capa anti-incrustante. En general, cada capa es una pintura de un tipo diferente.

Durante la explotación del barco, el revestimiento de protección sufre agresiones derivadas del entorno en el que trabaja. Por tanto, se llevan a cabo tareas de mantenimiento tanto en el casco de barco como en las instalaciones y equipos que están instalados en el mismo, con el fin de reparar los desperfectos que ha provocado el paso del tiempo y las condiciones de navegación, para evitar, o al menos retrasar lo

máximo posible, la entrada de barco a un dique seco.

Obviamente, la entrada de un barco a un dique seco únicamente se produce cuando las tareas que se han de realizar no pueden ser llevadas a cabo en el mar o en un puerto, ya que esta operación representa un elevado coste para su armador.

Generalmente, la inspección de casco de una embarcación la realizan personas expertas que llevan a cabo una pormenorizada inspección de todo el casco del barco, con el objeto de determinar qué partes de mismo están afectadas de fenómenos de corrosión, abolladuras, grietas y similares.

Durante las tareas de mantenimiento el equipo de expertos, además de determinar qué zonas de casco están afectadas por fenómenos de corrosión, evalúan las diferentes capas que forman el revestimiento de protección para determinar su estado y determinar si es necesario reforzar o completar las capas protectoras de algunas zonas de la superficie del barco.

Con el fin de determinar el estado de la pintura en general, y en particular de cada una de las capas de pintura de revestimiento de protección, se lleva a cabo una inspección visual y una vez realizada ésta se evalúa el estado de la pintura de casco en base a la experiencia de los expertos.

Obviamente, este procedimiento no es exacto ni preciso y depende de tal manera de factor humano que no siempre se aplicará el mismo criterio a estados de pintura similares o parecidos.

Por tanto, se hace necesario el proporcionar un método de inspección y evaluación de estado de casco de la embarcación que determine con precisión qué zonas de casco están afectadas por fenómenos de corrosión y en qué grado, y que esta determinación dependa lo menos posible de la persona experta que esté en ese momento al frente de la inspección.

Caracterización de la invención Según la invención, el método de inspección de un revestimiento de protección que cubre una superficie que a su vez está cubierto por una capa de material se caracteriza porque comprende las etapas de : a) eliminación de la capa de material que cubre el revestimiento de protección; b) captación de modo sistemático y ordenado de imágenes de revestimiento de protección; c) evaluación de las características de revestimiento de protección por comparación de datos obtenidos a partir de las imágenes captadas en la etapa b) con

datos representativos de patrones predeterminados; y d) realización de un informe sobre el revestimiento de protección con indicación del emplazamiento de las zonas de revestimiento de protección afectadas por algún tipo de defecto y de alguna recomendación para corregir defectos.

Un objetivo de método es la inspección continua de revestimiento de protección del casco de un barco, así como determinar el estado de la superficie cubierta por el revestimiento de protección. Una información periódica de dicho estado facilita el mantenimiento, reduce los costes y, por tanto, facilita la explotación de buque.

Otra ventaja del método es que se puede aplicar a un barco que está a flote en el agua, es decir, cuando el barco está fondeado. La limpieza a flote y la inspección mantienen las características dinámicas de barco además de mejorar el funcionamiento de la capa de pintura anti-incrustante del revestimiento de protección.

La limpieza a flote y la inspección ahorran costes de estancia de barco en dique seco, ya que se evita alguna de las operaciones que habrían de ser realizadas en dique seco.

Este método, basado en inspecciones continuas con el barco a flote, ayudará al armador a alargar el intervalo de tiempo comprendido entre entradas a dique seco, disminuyendo con ello los costes y aumentando el tiempo de explotación.

Se produce también un aumento de la seguridad de barco, ya que al evaluar el estado de casco se pueden localizar y solventar problemas en sus inicios, sin que lleguen a producirse deterioros importantes por culpa de la corrosión.

Descripción de los dibuios La figura 1 es una representación esquemática de sistema de eliminación de la capa de material que cubre el revestimiento de protección o de sistema de inspección de dicho revestimiento de protección cuando éste se encuentra sumergido.

La figura 2 muestra de forma esquemática la arquitectura completa del sistema de la invención.

La figura 3 muestra de forma esquemática la estructura de un vehículo submarino limpiador.

La figura 4 muestra de forma esquemática la estructura de un vehículo submarino de inspección.

Descripción de la invención La corrosión es el principal problema de cualquier superficie metálica y en especial de superficies metálicas utilizadas en entornos marinos, tanto si éstas se encuentran parcialmente sumergidas, como es el caso de barcos y de plataformas

marinas, como si se encuentran totalmente sumergidas, como es el caso de oleoductos, gaseoductos o conductos submarinos en general.

En el caso de barcos, las reparaciones y/o sustituciones de partes de recubrimiento de protección, e incluso de la propia superficie metálica, deben efectuarse con el barco en dique seco, lo que constituye una operación extremadamente costosa para el armador de barco tanto por el coste directo que ello supone como por estar el barco fuera de explotación mientras se encuentre en dique seco. Por estas razones, los barcos sólo se llevan a dique seco cuando es estrictamente necesario.

Debido a los elevados costes asociados al proceso de corrosión de las superficies metálicas, cualquier nueva solución que permita control y reducir sus efectos negativos será bien recibida.

Parece claro que existen, básicamente, dos caminos para reducir los efectos nocivos de la corrosión de las superficies metálicas : el primero es el de optimizar la formación de revestimiento de protección de la superficie metálica, y el segundo es el de inspeccionar con detalle el estado de la superficie metálica y de su revestimiento de protección, detectando con precisión las zonas de revestimiento de protección que han sido dañadas y las zonas de la superficie metálica que han sufrido corrosión, así como su grado de deterioro, lo que permitirá hacer una recomendación fundada de las acciones correctoras necesarias.

Nuestra invención aborda simultáneamente los dos caminos, ya que por un lado incorpora un método que optimiza la formación de un revestimiento de protección de una superficie metálica. Por otra parte, la invención incorpora también un método de inspección de un revestimiento de protección de una superficie que define con precisión las zonas de revestimiento de protección que han sido dañadas y las zonas de la superficie metálica que han sufrido corrosión, y que determina su grado de deterioro, lo que permite realizar recomendaciones fundadas de las acciones correctoras necesarias.

Forman también parte de nuestra invención el conjunto de medios para llevar a cabo todas y cada una de las etapas de ambos métodos.

Por lo que respeta al método que optimiza la formación de un revestimiento de protección de una superficie metálica, conviene resaltar que puede aplicarse tanto en el proceso inicial de formación de revestimiento de protección de la superficie metálica como en procesos posteriores de reparación de revestimiento de protección, una vez

que se ha procedido a la eliminación de alguna o de todas las capas que forman el revestimiento de protección o incluso al saneamiento de zonas de la superficie metálica fuertemente corrodas.

Este método que forma parte de nuestra invención lo vamos a describir, a título de ejemplo, en relación con una superficie metálica que forma el casco de un barco en construcción por lo que se encuentra dispuesta en un dique seco. Sin embargo, cualquier experto en la materia entenderá que es fácilmente extensible al caso de la formación inicial del revestimiento de protección de la superficie metálica que forman las piezas elementales de oleoductos submarinos o terrestres, así como al proceso de reparación de revestimiento de protección de una superficie metálica, entre otros casos.

El primer paso será preparar adecuadamente la superficie metálica a cubrir con el revestimiento de protección. Para ello lo primero que hay que hacer es eliminar la capa de material que siempre cubre inicialmente la superficie metálica. Esta capa de material estará formada, en general, por el polvo y la suciedad adherida a la superficie metálica y por el óxido, generado mediante un proceso electroquímico de oxidación, que recubre la superficie de casco de barco.

La eliminación de esta capa de material puede hacerse mediante un chorreado abrasivo con arena o granalla, que confiere a la superficie metálica una rugosidad adecuada cuando se hace correctamente y de forma uniforme. La profundidad de la rugosidad debe estar comprendida entre 30 y 50 micras para optimizar el agarre de la primera capa de las que forman el recubrimiento de protección.

Con el fin de verificar que se ha alcanzado un grado de rugosidad adecuado se captan, de modo sistemático y ordenado, una serie de imágenes a lo largo de toda la superficie de casco de buque.

El equipo que capta las imágenes comprende medios de localización mediante ultrasonidos, señales radioeléctricas o similares, de tal forma que cada imagen captada puede asociarse inequívocamente a una zona de casco.

Para poder tomar estas imágenes a lo largo de toda la superficie de casco del barco es necesario disponer de unos medios que puedan moverse a lo largo de dique seco siguiendo la superficie de casco de barco y que contengan una o varias cámaras para la captación de las imágenes, así como focos de iluminación.

Las imágenes captadas se almacenan en formato electrónico en un medio electrónico, tal como un ordenador. Éste, mediante un algoritmo concreto, genera unos

histogramas (representación gráfica de valores numéricos agrupados por intervalos) relativos a una característica de dichas imágenes, por ejemplo la intensidad de luz o luminancia, que se almacenan también en formato electrónico.

A continuación el ordenador realiza una comparación de los histogramas almacenados en formato electrónico con un conjunto de histogramas patrón calibrados en grados de rugosidad y también almacenados en formato electrónico.

Como resultado de esta comparación, el ordenador genera un listado con las zonas de dicha superficie, cuyo emplazamiento estará completamente identificado, y cuyo grado de rugosidad sea inferior al especificado, si es que existe alguna. En este último caso, antes de autorizarse la aplicación de la primera de las capas que forman el revestimiento de protección debe procederse a un chorreado adicional de las zonas con defecto con el fin de conseguir en dichas zonas el grado de rugosidad requerido.

En estas zonas se repite el proceso de toma de imágenes, almacenamiento en formato digital de las mismas, obtención de histogramas, almacenamiento en formato electrónico de los mismos, comparación con un conjunto de histogramas patrón y generación de listado de zonas con defecto. Cuando la superficie metálica completa cumpla las especificaciones de rugosidad establecidas, se autoriza la aplicación de la primera de las capas que forma el revestimiento de protección.

El número de capas que forman el revestimiento de protección, así como el espesor de cada una de ellas, puede variar en función de la especificación, pero normalmente está compuesto por una primera capa de imprimación antioxidante, otra de imprimación anticorrosiva, una tercera de acabado y una última de imprimación anti- incrustante, las cuales se aplican sucesivamente.

Cuando se ha terminado de aplicar la primera de las capas que forman el revestimiento de protección se repite el proceso de toma de imágenes, almacenamiento en formato electrónico de las mismas, obtención de histogramas, almacenamiento en formato electrónico de los mismos, comparación con un conjunto de histogramas patrón y generación del listado de zonas con defectos y acciones correctoras necesarias.

Cuando la primera capa de revestimiento de protección completa cumpla las especificaciones de espesor establecidas se autoriza la aplicación de la siguiente de las capas que forman el revestimiento de protección.

Este proceso se repite para el resto de las capas que forman el revestimiento de protección y al final de todo este proceso tendremos un revestimiento de protección de

la superficie metálica optimizado para su cometido específico, que no es otro que evitar, en la medida de lo posible, la corrosión de la superficie metálica.

En cuanto al segundo método que forma parte de nuestra invención, es decir, el de inspeccionar con detalle el estado de la superficie metálica y de su revestimiento de protección, detectando con precisión las zonas de revestimiento de protección que han sido dañadas y las zonas de la superficie metálica que han sufrido corrosión, así como su grado de deterioro, lo que permitirá hacer una recomendación fundada de las acciones correctoras necesarias, lo vamos a describir, a título de ejemplo, mediante la descripción de una inspección submarina de casco de un barco que se encuentra fondeado a flote en un muelle.

El primer paso será eliminar la capa de material que cubre el revestimiento de protección, pero sin dañar a éste. Esta capa de material estará formada por suciedad adherida a la superficie y sobre todo por una capa de incrustaciones de origen biológico.

Cuando el barco se encuentra a flote en el agua, la eliminación de esta capa de material que cubre el revestimiento de protección de la superficie metálica se lleva a cabo mediante vehículos semi-autónomos submarinos limpiadores autopropulsados dotados de unos cepillos que les permiten operar sobre el casco con una fuerza ajustable, y consiguen reducir la capa de incrustaciones de origen biológico sin deteriorar el revestimiento de protección. Para realizar esta tarea, cada vehículo submarino limpiador está unido mediante un cable umbilical a una embarcación de soporte que contiene el sistema de control local y el generador de potencia que suministra la energía que necesita el vehículo submarino limpiador. Dichos vehículos submarinos limpiadores incorporan un sistema de posicionamiento por medio de ultrasonidos, señales radioeléctricas, o similares, con respecto a puntos fijos del barco.

Una vez que se ha limpiado la capa de material existente sobre el revestimiento de protección se pasa a la fase de captación, de modo sistemático y ordenado, de una serie de imágenes de todo el revestimiento de protección que se encuentra sumergido por debajo del nivel del agua.

Esta captación de imágenes de la parte de revestimiento de protección de la superficie metálica que se encuentra sumergida se realiza mediante vehículos submarinos semi-autónomos de inspección. Estos vehículos comprenden medios de localización mediante ultrasonidos, señales radioeléctricas o similares, de tal forma que cada imagen captada puede asociarse inequívocamente a una zona de revestimiento

de protección. Cada vehículo submarino de inspección está unido mediante un cable umbilical a una embarcación de soporte que contiene el sistema de control local y el generador de potencia que suministra la energía que necesita el vehículo submarino de inspección. Cada vehículo submarino de inspección incorpora el sistema de iluminación y los medios de captación de imágenes.

Las imágenes captadas del revestimiento de protección de la superficie metálica se convierten a formato electrónico en el propio vehículo submarino de inspección y se transmiten a la unidad central de control del sistema desde la embarcación de soporte a la que está unida el vehículo submarino de inspección por medio de un cordón umbilical.

En la unidad central de control de sistema las imágenes recibidas en formato electrónico se tratan mediante un algoritmo almacenado en un ordenador para compensar posibles distorsiones debidas al medio ambiente en el que se han tomado las imágenes y se almacenan en formato electrónico.

En dicha unidad central de control estas imágenes se someten a un doble procesamiento. Por una parte, y al igual que sucedía en el método de inspección de la formación de un revestimiento de protección de una superficie se generan, mediante el correspondiente algoritmo, los histogramas correspondientes a una de las características de dichas imágenes, por ejemplo la luminancia, y se almacenan en formato electrónico. La posterior comparación de estos histogramas con un conjunto de histogramas patrón calibrados en espesores permite elaborar un informe sobre el espesor de la última capa presente de revestimiento de protección, en general una capa de imprimación anti-incrustante, con indicación de las zonas en las que es inferior a un determinado valor umbral y en las que convendría corregir dicho defecto.

Por otra parte, las imágenes almacenadas en formato electrónico se transforman mediante un proceso de saturación de color con el fin de resaltar determinadas características de las mismas. Mediante este proceso de saturación en color se realzan, por ejemplo, las manchas de corrosión, que se detectarían inmediatamente.

Sin embargo, el objetivo de nuestra invención no es sólo el detectar las zonas en las que existe corrosión de la superficie metálica, sino el determinar su grado de importancia y recomendar las acciones correctoras necesarias.

Para ello, de las imágenes saturadas en color se almacenan en formato electrónico aquellas partes que sobrepasan un predeterminado umbral de resalte.

A continuación, de estas imágenes saturadas en color almacenadas en formato

electrónico se obtienen las matrices correspondientes a sus tres componentes básicas de color (rojo, verde y azul). Los elementos de cada una de estas matrices se ordenan mediante una función de distribución de intensidades.

Todas estas transformaciones tienen como objetivo el incrementar la eficacia de la comparación de estas matrices con un conjunto de matrices patrón para determinar el estado de revestimiento de protección y por consiguiente, de grado de corrosión de las diferentes zonas de la superficie metálica.

Esta comparación se realiza mediante técnicas neurofuzzi que analizan la conexión entre manchas individuales de conexión tomando en consideración los siguientes parámetros : distancia entre manchas; orientación, entendida como el grado de similitud entre los ejes de mayor concentración de su función de distribución de intensidades; área correspondiente al tamaño de las manchas expresado en número de pixels ; elongación correspondiente al mayor de los ejes de la elipse envolvente; etc.

Con los resultados de esta comparación se elabora un informe con indicación de emplazamiento de las zonas de revestimiento de protección afectadas por algún tipo de defecto y de las recomendaciones para corregir los defectos detectados.

Para que se entienda aún mejor el alcance de nuestra invención, a continuación pasamos a comentar las figuras 1 a 4.

En la figura 1 se muestra una representación esquemática de los elementos básicos de sistema de eliminación de la capa de material que cubre el revestimiento de protección o del sistema de inspección de dicho revestimiento aplicados a la limpieza e inspección de la parte sumergida de un barco 1. El vehículo semi-autónomo submarino 3, que puede ser un vehículo limpiador o un vehículo de inspección, está unido a través de un cordón umbilical 4 a una embarcación de soporte 2 que contiene el sistema de control local y el generador de potencia que suministra la energía al vehículo limpiador o de inspección. Para poder efectuar el control, supervisión y seguimiento de todas las tareas se dispone de una estación central de control 5, que en este caso se encuentra situada en el propio barco. Para determinar con exactitud la posición en cada momento de cada vehículo submarino se dispone de un sistema de posicionado por ultrasonidos 6.

La figura 2 muestra de forma esquemática la arquitectura completa de sistema de la invención.

El sistema de la invención está formado por una Unidad de Control Central UCC, un Vehículo Rodante VR, una serie de Embarcaciones de Soporte ES, una serie de

Vehículos Submarinos Limpiadores VSL, una serie de Vehículos Submarinos de Inspección VSI, y un conjunto de Localizadores de Ultrasonidos LUS.

La Unidad Central de Control UCC comprende el Ordenador Central OC y un Sistema Radioemisor SR.

El Vehículo Rodante VR comprende un sistema de Captura de Imágenes Cl y un Controlador Local CL, y está conectado a la unidad Central de Control UCC mediante un cable.

Cada Embarcación de Soporte ES comprende un Generador de Potencia GP, un Sistema Radioemisor SR y un Controlador Remoto CR, y está unida al vehículo submarino al que da soporte mediante un cable umbilical y a la Unidad Central de Control mediante un enlace de radio.

Cada Vehículo Submarino Limpiador VSL comprende un Sensor de Profundidad SP, un Localizador de Ultrasonidos LUS, un Controlador Local LC y un Control de los Actuadores CA, y está unido a la Embarcación de Soporte ES que le da soporte a través de un cordón umbilical.

Cada Vehículo Submarino de inspección VSI comprende un Sensor de Profundidad SP, un Localizador de Ultrasonidos LUS, un Controlador Local LC, un Control de los Actuadores CA y un Sistema de Captura y Tratamiento de Imágenes CI+TI, y está unido a la Embarcación de Soporte ES que le da soporte a través de un cordón umbilical.

La figura 3 muestra de forma esquemática la estructura de un vehículo submarino limpiador.

El vehículo submarino limpiador está diseñado para avanzar longitudinalmente a lo largo de casco de barco mediante seis patas, de forma que con sucesivas pasadas yuxtapuestas y a distintas profundidades, se cubra la totalidad de la obra viva utilizando uno o más vehículos.

Cada vehículo submarino comprende los siguientes elementos : Un cepillo giratorio principal 31 que produce el limpiado del casco ejerciendo una fuerza ajustable por medio soportes flexibles 32.

Dos cepillos auxiliares 33 que permiten el limpiado de unas franjas laterales donde se produce el contacto con el casco de las zapatas de las que disponen las patas motrices.

Seis patas motrices 34 movidas mediante cilindros hidráulicos 35, terminadas por unas zapatas dotadas de unos electroimanes 36, que permiten el agarre de

vehículo al casco metálico de buque, y que hacen avanzar al vehículo paso a paso.

Una hélice de propulsión 37, para impulsar el vehículo en inmersión y permitir su posicionado hacia la zona de trabajo.

Un sistema electrónico 38 de control de las etectrovátvutas de) sistema hidráulico de avance y guiado del vehículo.

Un sistema de barras transmisoras 39 de movimiento de avance.

Adicionalmente, el vehículo comprende un sistema de iluminación y una cámara de TV que permite obtener imágenes de casco de barco para suministrar a la unidad de control la información para el guiado de la trayectoria y para la detección de obstáculos durante su avance.

La figura 4 muestra de forma esquemática la estructura de un vehículo submarino de inspección.

El vehículo de inspección submarino está diseñado para avanzar longitudinalmente a lo largo del casco mediante tres ruedas, de forma que con sucesivas pasadas yuxtapuestas y a distintas profundidades, se puedan obtener las imágenes de la obra viva utilizando uno o más vehículos.

Cada vehículo de inspección submarino comprende los siguientes elementos : El sistema electrónico de control 41 de sistema hidráulico de avance y guiado de vehículo, y posicionado tridimensional a partir de las emisiones de ultrasonidos recibidas.

Dos ruedas motrices 42, movidas mediante motores hidráulicos, que permiten control la trayectoria de vehículo modificando la velocidad relativa.

Una rueda giratoria pasiva 43.

Una hélice de propulsión 44, para producir la fuerza adherente de vehículo sobre la superficie de casco.

Un sistema de iluminación 45.

Además, comprende una o más cámaras de TV que permiten obtener imágenes zenitales de revestimiento de protección de la superficie metálica de barco, para analizar posibles patologías.

También comprende una cámara de TV que permite obtener imágenes frontales y suministrar información a la unidad de control para el guiado de la trayectoria y para la detección de obstáculos durante su avance.

Aunque la presente invención se ha descrito por medio de dos ejemplos con et fin

de mostrar sus ventajas en aplicaciones prácticas, éstos no deben considerarse de ninguna manera de forma restrictiva, de forma que variaciones o modificaciones que conduzcan a otras realizaciones evidentes para expertos en el campo de aplicación de la invención deben considerarse incluidas en el alcance de la presente invención.