Abordagens alternativas na dete¸c˜ ao de fugas

S˜ao propostas abordagens alternativas orientadas, donde tamb´em resultam incorpora¸c˜oes de dois ou mais m´etodos que visam a dete¸c˜ao e a localiza¸c˜ao de fugas, dos quais se destacam os a seguir descritos.

Em [5] ´e proposta uma abordagem que implementa um complexo aparelho l´ogico pro- gram´avel, para condutas soterradas, com potencial para detetar fugas um minuto depois destas acontecerem. Alegam que os custos de implementa¸c˜ao podem ser reduzidos, ti- rando partido da prote¸c˜ao de a¸co — indispens´avel na constru¸c˜ao de gasodutos; que as fugas podem ser detetadas em tempo real e que pretendem reduzir o tamanho e o n´umero de sensores a usar.

Zhou [6] usa uma abordagem de press˜ao de onda negativa com algoritmo adaptado de filtro de Kalman.

cont´ınuas, equa¸c˜ao do momento, equa¸c˜ao de energia, equa¸c˜ao de estado e balan¸co massa volume. A dete¸c˜ao de falhas inclui cinco modelos: SCADA I/F, Dada Bass, Simula¸c˜ao Transiente e Sa´ıda. N˜ao indica a localiza¸c˜ao de fugas inferiores a 0, 3%.

Em [15] ´e exposto um m´etodo que, com medi¸c˜oes de caudal, temperatura, condutividade e press˜ao ao longo da conduta, conjuga o uso de um “pig” que inspeciona a conduta, com o emprego do sistema SCADA para recolha de dados e com um software (que necessita de dados de caudal, press˜ao e temperatura nos extremos da conduta) para dete¸c˜ao de fugas at´e 0, 5%. As fugas s˜ao localizadas com precis˜ao de algumas centenas de metros.

Sousa et al. [16] explanam e testam uma t´ecnica para dete¸c˜ao de fugas de g´as em condutas, baseada no m´etodo ac´ustico, mas com o emprego de um microfone que captura o ru´ıdo sonoro gerado pela ocorrˆencia de fugas na conduta, operando com e sem fluxo cont´ınuo de g´as.

Geiger et al. [23] prop˜oem uma abordagem conciliando um modelo transit´orio em tempo real com redes neurais artificiais (em inglˆes Artificial Neural Networks - ANN ) [14, 94], testada com dados reais de uma conduta de l´ıquidos.

Geiger [29] mostra uma combina¸c˜ao de um modelo transit´orio em tempo real com um estat´ıstico. Esta aplica¸c˜ao foi ensaiada numa conduta para transporte de mon´oxido de carbono. O sistema n˜ao revelou falsos alarmes durante quatro meses e o tempo de dete¸c˜ao aproximou-se dos 320 s, com perdas entre os 2, 64 kg e 11, 38 kg.

Mandal et al. [31] apresentam um m´etodo que frui da conjuga¸c˜ao de suporte de vetores de m´aquinas com col´onias de abelhas artificiais e tende a reduzir os dados necess´arios. Reddy et al. [34] aduzem um m´etodo que usa as medi¸c˜oes de press˜ao e de caudal, recolhi- das em intervalos regulares, e que se baseia num estimador de estados. Ilustram com um estudo de caso, na ´India, a implementa¸c˜ao do sistema, numa conduta. Futuros estudos debru¸car-se-˜ao sobre a localiza¸c˜ao e dimens˜ao das fugas.

Zhang et al. [42] esclarece um m´etodo baseado nos modelos transit´orios em tempo real e no m´etodo de press˜ao de onda negativa, onde a localiza¸c˜ao ´e feita atrav´es do m´etodo de resposta estimulo. Este m´etodo h´ıbrido, afirmam, usufrui da capacidade de dete¸c˜ao de fugas dos modelos em tempo real, a baixo custo e com localiza¸c˜ao bastante precisa. A

experiˆencia realizada teve lugar num laborat´orio do Instituto de Tecnologia, em Harbin, numa conduta de a¸co, com 14 m de comprimento e com diˆametro interno de 50 cm. A localiza¸c˜ao da fuga mostrou um erro entre 5, 4% e 8, 25%.

Em [45] ´e proposto um detetor de fugas baseado num modelo matem´atico para modelar o fluxo de g´as, cujas solu¸c˜oes podem representar as fugas. Para testar este modelo foram usadas duas bases de dados, uma proveniente de uma conduta de laborat´orio na China e a outra atrav´es de uma conduta real de petr´oleo com 52, 375 km de comprimento e 34 cm de diˆametro, na presen¸ca de uma fuga.

Tanimola e Hill [72] apresentam trˆes estudos de caso e concluem que a jun¸c˜ao do m´etodo de fibra ´otica com o de sensores ac´ustico gera um m´etodo robusto de dete¸c˜ao de fugas de g´as, que revela um tempo ´util de 10 segundos a localizar fugas, a 1_{− 2 m de distˆancia} desta.

Feng e Zhang [92] combinam os m´etodos de press˜ao de gradiente com o de press˜ao negativa. Explanam um exemplo aplicado a uma conduta de petr´oleo de 14 km de comprimento. Benkherouf e Allidina [95] exploram um m´etodo de dete¸c˜ao e localiza¸c˜ao de fugas em longas condutas baseado num filtro de Kalman discreto para distribui¸c˜oes de parˆametros n˜ao lineares, nos sistemas de representa¸c˜ao de fluxo de g´as em condutas.

Lopes dos Santos et al. [96] descrevem uma abordagem baseada em Varia¸c˜ao Linear de Parˆametros (em inglˆes Linear Parameter Varying - LPV ) usando, diretamente, dados de caudal e press˜ao, de entrada e sa´ıda da conduta.

S˜ao usados conjuntamente o m´etodo de balan¸co de massa e os m´etodos probabil´ısticos para dete¸c˜ao de fugas [97]. Contudo, os m´etodos probabil´ısticos necessitam de uma quantidade consider´avel de c´alculos matem´aticos.

Em [98] ´e apresentado um m´etodo que primeiro identifica a regi˜ao do gasoduto em que ocorre a fuga, atrav´es do ganho base do observador de res´ıduos; e, em seguida, estima a localiza¸c˜ao exata, utilizando um modelo de ordem reduzida associada `a respetiva regi˜ao e usando, novamente, um ganho de observador.

Worsley et al. [99] combinam a tecnologia da fibra ´otica e da distribui¸c˜ao ac´ustica, reclamando um m´etodo que deteta fugas em segundos e com uma precis˜ao de localiza¸c˜ao

de 10 m.