Investigação de métodos de transmissão e sincronização de sinais para uso em um detector de vazamentos em tubulações enterradas por meio de correlação cruzada

Abstract

A água é vida e no mundo 30% de água potável é perdida em vazamentos. No Brasil este número alcança 70% em algumas cidades. Os vazamentos representam perdas financeiras e ambientais, podem também apresentar riscos para construções, pavimentação e estradas. Técnicas vibro-acústicas de detecção são aplicadas para a detecção local de uma falha, a correlação cruzada de sinais se encontra no estado da arte da detecção do vazamento calculando o atraso de tempo entre a chegada do sinal de vazamento até os pontos de coleta de dos sinais e a consequente distância de vazamento. Técnicas de acústica são facilmente aplicadas em tubos de metal, porém o material mais utilizado para tubos de transporte de água no Brasil e no mundo é o plástico. Tubos plásticos apresentam elevada atenuação do sinal por conta das propriedades do material e por ruídos de fundo decorrentes do local. Atualmente os Correlacionadores de sinais são caros e têm operação complexa e o sucesso na aplicação de correlacionadores de sinal está relacionado com a experiência do operador. O uso de sistemas digitais vem simplificando e barateando o custo de equipamentos complexos, bem como conectando os dispositivos ao nosso redor a rede mundial de computadores no novo conceito de IoT, apesar da geração de atrasos de tempo indesejados e falta de sincronia. A tendência atual também incluí a utilização de modernos sensores do tipo MEMS que podem oferecer baixo custo e serão aqui avaliados. O objetivo principal deste trabalho é através dos modelos de Gao et al (2004), Brenan et al. (2018) e as técnicas de processamento de sinal propostas por Almeida (2013) é desenvolver um Detector de Vazamentos por Correlação de Sinal adaptado ao cenário Brasil, simples, acessível às empresas de vazamento e eficaz.

Water is life and in the world 30% of drinking water is lost in leaks. In Brazil this value reaches 70% in some cities. Leaks represent financial and environmental losses, and can also pose risks to buildings, paving and roads. Vibro-acoustic detection techniques are applied for local detection and the Signal Cross Correlation is the state of the art of leak detection, giving the time delay of the signals and the consequent leakage distance. Acoustics techniques are easily applied to metal pipes, but the most used material for water transport pipes in Brazil and the world is plastic, plastic pipes have high signal attenuation due to the material properties and background noise. of the place. These devices are expensive and complex to operate, today the success in applying of signal correlators is related to operator experience. The use of digital systems has simplified and cheapened the cost of complex equipment, as well as connecting things around us to the network in the new IoT concept, despite the generation of unwanted time delays and lack of sync. The current trend also includes the use of modern MEMS-type sensors that can offer low cost and will be evaluated here. The main objective of this work is through the models of Gao et al (2004), Brenan et al. (2018) and the signal processing techniques proposed by Almeida (2013) is to develop a Signal Correlation Leak Detector adapted to the Brazil scenario, simple, accessible to leakage companies and effective.