Análise de sensores e diferentes mecanismos de excitação em problemas de localização e detecção de vazamentos em tubulações de distribuição de água enterradas

Resumo

Correlacionadores de sinais vibratórios são utilizados vastamente na detecção e localização de vazamentos em tubulações subterrâneas. Essa técnica vibro-acústica utiliza o cálculo estimado do atraso de sinais de dois sensores juntamente com a informação da velocidade com que o ruído gerado pelo vazamento se propaga na estrutura. Entretanto a efetividade de tal técnica depende diretamente da experiência do usuário, ou seja, que parâmetros utilizar no cálculo da correlação cruzada (atraso entre os sinais), como por exemplo, a faixa de frequência em que a energia do sinal do vazamento está localizada. Além do mais, o cálculo da velocidade de propagação da onda gerada pela presença do vazamento na estrutura varia drasticamente dependendo das características do meio e até mesmo entre as seções de uma mesma tubulação. Este projeto tem como principal objetivo desenvolver modelos analíticos representativos de sistema de tubos enterrados utilizando teoria de propagação de ondas para investigar diferentes mecanismos de excitação externos, que forneçam energia vibratória na faixa de frequência em que vazamentos são encontrados visando o cálculo estimado da velocidade de propagação dos mesmos. Além do mais, também será estudado o uso de diferentes tipos de sensores, como por exemplo os acelerômetros do tipo MEMS (Micro-electro-mechanical systems) e piezoelétricos na coleta e caracterização dos sinais de vazamento (cálculo estimado do atraso do sinal e velocidade de propagação do ruído gerado pelo vazamento). O posicionamento ótimo, bem como, orientação dos sensores conectados à tubulação enterradas nos pontos de acesso ao sistema será também estudado. Medições experimentais serão efetuadas em um campo experimental fornecido pela companhia de água SABESP localizada na cidade de São Paulo para validação dos modelos e resultados obtidos. (AU)