Development of a virtual pipe test rig for testing acoustic correlators for leak detection in buried water pipes

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Iwanaga, Mauricio Kiotsune
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Tubulações de água enterradas; Correlação acústica; Simulação de ruído de vazamento; Compensador; Atuadores eletro-mecânicos; Estimativa de tempo de atraso; Buried water pipes; Acoustic correlation; Leak noise simulation; Compensator; Electro-dynamic exciters; Time delay estimate
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/183466

Vazamentos em tubulações de água enterradas são considerados um importante problema já que uma grande quantidade de água é desperdiçada entre a planta de tratamento e os consumidores. Para lidar com tal problema, companhias de saneamento utilizam dispostivos para localizar vazamentos nas tubulações. Dispositivos de escuta e correlacionadores de ruídos são os equipamentos mais utilizados em campo pelas companhias de sanemaneto ao redor do mundo. Correlacionadores de ruídos são dispositivos usados na localização de vazamentos em tubulações enterradas através da estimativa do tempo de atraso entre os sinais medidos pelos sensores posicionados em ambos os lados de um suposto vazamento. Uma vez que as companhias de saneamento devem decidir qual tipo de correlacionador é o mais compatível com a sua rede de tubulações, elas devem realizar alguns testes para ajudar em tal decisão e para treinar os funcionários que operam estes dispositivos, os quais devem ser expostos a diferentes condições, tais como tubos de diferentes materiais e geometrias, diferentes tipos de solo, vazamentos com diferentes intensidades, etc. Neste contexto, o principal objetivo desta pesquisa é contribuir com esta necessidade através da elaboração de um dispositivo de bancada capaz de reproduzir as vibrações de um tubo causadas por um vazamento. O dispositivo, chamado de simulador virtual de vazamentos, é composto por um computador, um amplificador de potência com dois canais e dois shakers. Ruídos de vazamento são gerados no computador através de um modelo de tubo enterrado com vazamento, implementado como um software no Matlab®. Tais ruídos são chamados de ruídos de vazamento sintetizados. Uma vez que os sistemas são compostos por amplificadores e shakers cuja dinâmica afeta as vibrações geradas por eles, a compensação de tal dinâmica é realizada. Isso é feito através dos compensadores, que são filtros implementados no computador, que compensam a dinâmica através da filtragem dos sinais de entrada antes de serem fornecidos aos sistemas. Os resultados satisfatórios de tal compensação foram verificados no computador, através da combinação da resposta dos sistemas, e por um teste em laboratório. Tais resultados motivaram outro teste em laboratório, no qual o ruído de vazamento foi filtrado pelos compensadores antes de serem fornecidos aos amplificadores e aos shakers, para simular o ruído de vazamento em tubulações enterradas.