También conocidos como modos de compresión, son aquellos en donde la perturbación ocurre paralela a la dirección de la propagación de la onda en la tubería (ver figura 1), es decir, su desplazamiento está determinado por ur y uz (ver figura 2). El modo longitudinal tiene la peculiaridad de interactuar con los líquidos dentro de una tubería hasta llegar al punto de atenuar la onda y en consecuencia interferir en los resultados de inspección [12]. En comparación con los modos torsionales, los modos longitudinales tienen mejor excitabilidad y repetibilidad [13]. Su nomenclatura está descrita como L(0,m); donde m es el número de modo y el 0 indica el orden circunferencial.
Figura 1. Animación del movimiento de las partículas en una onda longitudinal. Tomado de [49]
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Figura 2. Esquema de coordenadas para tuberías. Adaptado de [15]
Los modos torsionales tienen desplazamientos uz y uθ [12] (ver la figura 3). En contraste con los modos longitudinales, se prefieren los modos torsionales para monitorear tuberías ya que la fuga de energía al medio circundante o al medio que la rodea es menor y en consecuencia brinda una menor atenuación de las ondas. Este modo de onda presenta un gran potencial en la inspección por OG en tuberías y se destaca dentro del grupo de modos por su localización de grietas axiales y corrosión [14,71]. Su nomenclatura está descrita como T(0,m); donde m es el número de modo y el 0 indica el orden circunferencial.
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Figura 3. Esquema de coordenadas para tuberías.
Figura 4. Animación de la propagación de una onda torsional en una tubería. Adaptado de [25]
La figura 5 representa gráficamente el comportamiento de la propagación del modo torsional excitado en una tubería.
Figura 5. Onda torsional no dispersiva propagándose en una tubería. Autor: Andrés Felipe Corredor Álvarez
Los modos de flexión tienen los tres componentes de desplazamiento de ur, uθ y uz (ver figura 6), lo que da como resultado una estructura de onda compleja. Una característica única de los modos de flexión es que convergerá al modo longitudinal o torsional a altas frecuencias donde la relación entre la longitud de onda y el radio es pequeña [12]. Las ondas de flexión exhiben variaciones en su patrón de desplazamiento alrededor de la circunferencia de la tubería. En operación normal, una onda de flexión se produce por una conversión de modo cuando una onda axisimétrica interactúa con una característica de tubería no simétrica, como un soporte, rama o conexión de tubería, corrosión, grieta, entre otros. Su nomenclatura está descrita como F(n,m); donde m es el número de modo y n indica el orden circunferencial.
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Figura 6. Esquema de coordenadas para tuberías.
