Las fugas no empiezan de golpe. En redes con fundición gris envejecida, la pérdida de estanqueidad suele nacer mucho antes del chorro visible. Por eso, UKWIR encargó a la Universidad de Sheffield un estudio sobre cómo el deterioro evoluciona hasta convertirse en fuga. El objetivo no era solo explicar fallos históricos, sino mejorar la selección de tuberías para renovación y rehabilitación. Ese enfoque encaja con la necesidad de reducir costes, interrupciones y agua no registrada en infraestructuras ya degradadas.
La aportación clave es operativa. El estudio muestra que ciertas microgrietas pueden cerrarse temporalmente cuando disminuye la carga dinámica o baja la presión interna. No se trata de autocuración material, sino de un cierre transitorio favorecido por la resistencia residual de la fundición. Esa diferencia conceptual importa, porque cambia la lectura de una fuga pequeña y el momento óptimo para intervenir. Para el gestor de red, la fuga deja de ser solo un síntoma y pasa a ser una ventana diagnóstica.
Cómo la corrosión inicia las fugas en tuberías de fundición gris
La corrosión redefine el esfuerzo local. La fundición gris sigue presente en muchas redes antiguas y muestra tasas de fallo elevadas cuando la corrosión genera cavidades localizadas. Esas cavidades actúan como concentradores de tensión, es decir, zonas donde la carga se intensifica aunque la presión media parezca moderada. Con el tiempo, la repetición de presiones internas, tráfico o movimientos del terreno favorece la fatiga del material. El proyecto se centró en esa secuencia mecánica porque el mecanismo de fuga depende del material y de su degradación.
La forma del daño también importa. No basta con medir profundidad de corrosión, porque la geometría completa del defecto condiciona cómo se amplifican las tensiones. El equipo ensayó picaduras artificiales para aislar variables y estudiar la influencia de su orientación respecto al esfuerzo aplicado. En uno de los diseños, el radio en la raíz del defecto, o curvatura del fondo, fue de aproximadamente 0,2 milímetros. Esa escala ayuda a entender por qué dos defectos con pérdida similar de espesor pueden comportarse de forma muy distinta.
La geometría del defecto puede alterar la tensión más que la pérdida de espesor
Qué ensayos explican el fallo en tuberías de fundición gris
El método combinó ensayo y cálculo. Los investigadores mantuvieron constantes el material y la geometría básica del tubo para aislar el efecto del tipo de carga. Después compararon dos escenarios representativos: presión interna cíclica y flexión en cuatro puntos, que reproduce esfuerzos longitudinales. El banco hidráulico aplicó amplitudes de presión de hasta 9 megapascales a una frecuencia de 2 hercios. Además, se empleó una relación de carga de 0,1 para representar condiciones medias realistas de servicio.
La detección se enfocó en el inicio. El criterio de fallo no fue la rotura final, sino el momento exacto en que comenzó la fuga a través de la pared. Para observarlo, se utilizó una cámara de alta velocidad y se siguieron las caídas de presión asociadas al escape. El programa también comparó los ensayos con modelos de fatiga, porque una herramienta predictiva solo es útil si reproduce el daño observado. Esa validación era esencial para trasladar resultados de laboratorio a decisiones reales de renovación selectiva.
La fuga inicial, no la rotura final, marca el punto crítico para decidir la intervención
Microgrietas, fuga y rotura: cómo evoluciona el daño
La fuga estable apareció antes del colapso. Bajo presión interna cíclica, todos los especímenes desarrollaron una grieta axial en la raíz de la picadura y perdieron agua. En dos ensayos, el fallo llegó tras unas mil cargas, pero la fuga ya había estado activa durante unas cien. Después, la grieta salió del defecto en un solo ciclo y generó una abertura de más de 100 milímetros. En otros dos casos, la fuga permaneció confinada durante unas 200 y 2.000 cargas antes de detenerse el ensayo.
La flexión mostró otro modo de fallo. Solo un espécimen sometido a flexión falló antes de cien mil ciclos, y lo hizo sin fuga previa detectable. La grieta fue circunferencial, apareció en un único ciclo y no generó la caída de presión típica del escape progresivo. Esta diferencia ayuda a explicar por qué una tubería puede rezumar antes de romperse en unos casos y estallar en otros. También respalda la observación operativa sobre microgrietas que pueden cerrarse temporalmente cuando disminuye la carga.
La flexión puede desencadenar roturas súbitas sin fuga previa ni señales hidráulicas graduales
Renovación selectiva y monitorización en redes de agua envejecidas
Las cifras cambian la priorización de activos. Cuando la presión interna actuó sobre defectos agudos, la resistencia a fatiga cayó entre 3,4 y 5,4 veces frente al tubo sin entalla. Ese resultado no debe leerse como una simple cifra de laboratorio, sino como una medida del efecto real de la concentración de tensiones. En la misma línea, la carga biaxial desfasada ciento ochenta grados redujo hasta un 28 % la resistencia en tubos sin entalla. Por contraste, la flexión aislada elevó aproximadamente un 43 % la resistencia a fatiga respecto al caso uniaxial comparable.
La aplicación exige medir mejor la red. El trabajo concluye que la renovación dirigida solo será robusta si combina historial de presión, geometría del defecto y modelo mecánico. En la investigación asociada, el enfoque de Volumen Efectivo junto al criterio Smith-Watson-Topper ofreció las mejores predicciones globales. Para explotación, eso significa que la monitorización de transitorios y la caracterización detallada de picaduras dejan de ser datos accesorios. También implica que bajar esfuerzos máximos puede retrasar fugas mayores, aunque sobrecargas puntuales todavía pueden desestabilizar grietas aparentemente estables.
Sin medir transitorios y defectos con precisión, la renovación selectiva pierde fiabilidad técnica
Conclusión
El resellado no es reparación. Lo que muestra el estudio es un cierre transitorio que, bien interpretado, puede convertir una fuga pequeña en información útil. Para redes con fundición gris envejecida, el valor aplicado está en reemplazar por riesgo real y no solo por antigüedad. La siguiente frontera tecnológica pasa por integrar hidráulica transitoria, inspección geométrica y modelos validados dentro del mantenimiento predictivo. Ahí es donde este estudio deja de ser una curiosidad mecánica y se convierte en una herramienta de gestión.
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