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Utilizando tecnologia de navegação inercial para mapeamento 3D, localização e gerenciamento de tubulações subterrâneas

Nas últimas duas décadas, avanços significativos foram feitos na qualidade e aplicação da tecnologia de navegação inercial direcionada ao mapeamento de ativos de dutos e tubulações subterrâneas.

Reduzir é pioneira e líder mundial no desenvolvimento de sistemas de mapeamento de tubulações subsuperficiais específicos. As soluções de mapeamento Ductrunner da Reduct podem mapear tubos e dutos com um diâmetro interno (DI) mínimo de 30 mm/1.25”, independentemente do material ou tipo de utilidade. Como todos os dispositivos registram os dados de forma autônoma, não é necessário rastrear de cima, as coordenadas de entrada e saída serão suficientes.

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A tecnologia de navegação inercial pode fornecer soluções em vários níveis. Os proprietários de serviços públicos podem prescrevê-lo para obter dados precisos de construção existente e nova para sua plataforma GIS. Da mesma forma, os proprietários de concessionárias podem usá-lo como uma ferramenta de due diligence para verificar a precisão dos tubos e dutos adquiridos de terceiros. Os empreiteiros, por outro lado, podem usá-lo para reduzir o risco de instalação verificando o formato de um duto de dados existente antes de puxar um cabo de alimentação ou de dados.

A linha Ductrunner abrange o diâmetro interno do tubo de 30 mm e superior

Contexto

Localização! Essa é a principal preocupação quando se trata de operações, manutenção e reabilitação de infraestrutura subterrânea. A maioria dos operadores de dutos está investindo pesadamente em Sistemas de Informação Geográfica (GIS) de última geração para armazenar dados relacionados à rede, incluindo XYZ. No entanto, a qualidade dos dados XYZ que eventualmente preencherão a plataforma GIS geralmente é imprecisa devido a:

  1. Envelhecimento ou falta de informação
  2. A profundidade é muitas vezes desconhecida.
  3. Referenciado a pontos de referência acima do solo que não existem mais.
  4. Os dados originais não eram digitais.
  5. Uma infinidade de escalas e sistemas de coordenadas usados, tornando a troca de dados muito ineficiente.
  6. Incapacidade de mapear a infraestrutura instalada por meio de tecnologias Trenchless, como travessias de rios, debaixo de prédios, etc.

Portanto, o risco é alto de que plataformas GIS caras sejam preenchidas com dados XYZ imprecisos e de baixo valor, mas o valor de uma plataforma GIS está diretamente relacionado à qualidade dos dados contidos nela.

O principal problema é que muitas vezes não há rótulo de precisão anexado aos dados armazenados em plataformas GIS e, como resultado, toda a qualidade dos dados é reduzida ao mínimo denominador comum. Dados de baixa precisão aumentam significativamente o risco de danos futuros.

Existem três momentos eficientes no ciclo de vida de um tubo, na instalação inicial, durante a manutenção ou durante a reabilitação. Obter a data exata de execução diretamente após a instalação inicial é de longe o momento mais fácil e, portanto, mais econômico.

A razão para isso é que o tubo é acessível, os comprimentos dos segmentos são razoáveis ​​e o tubo está limpo ou sem cabos. No entanto, a realidade é que os requisitos precisos de execução, particularmente para instalação sem valas (HDD, tunelamento, ....), normalmente não estão nas especificações, de modo que o executado geralmente não é mais do que o planejado ou 'como desejado' .

Introdução à tecnologia de navegação inercial

As sondas de navegação inercial normalmente contêm uma variedade de sensores inerciais, como giroscópios, acelerômetros e magnetômetros. Tradicionalmente, a navegação inercial foi desenvolvida para as indústrias de aviação, marinha e defesa, mas hoje pode ser encontrada em aplicações como sistemas GPS e Smart Phones.

O objetivo de uma sonda de navegação inercial é medir frequentemente a taxa angular de mudança de seu eixo central (ou seja, mudanças em Heading (azimute), Pitch (inclinação) e Roll. A distância é medida para dar comprimento aos ângulos vetoriais resultantes, de modo que um perfil tridimensional pode ser criado.

As sondas baseadas na tecnologia DuctRunner da Reduct operam de forma autônoma, não há necessidade de cabo de dados conectado ou rastreamento de superfície. Como resultado, tubos e dutos podem ser mapeados em qualquer profundidade e podem cruzar qualquer terreno.

A precisão da medição depende de vários fatores. Em primeiro lugar, a qualidade da sonda e do software de processamento de dados. Em segundo lugar, o nível ao qual a sonda está alinhada dentro do tubo.

Quanto melhor o alinhamento, mais preciso será o resultado. O uso de espaçadores centralizadores é recomendado para obter o alinhamento ideal, mas nem sempre operacionalmente possível. Por exemplo, um encanamento de esgoto envelhecido tende a ter muitas conexões e juntas laterais mal ajustadas que podem impedir que os centralizadores passem suavemente. Nesses casos, é operacionalmente mais eficiente passar a sonda ao longo da inversão do tubo.

Um terceiro fator que afeta a precisão operacional é a habilidade da equipe operacional. Os sistemas Reduct possuem muitos algoritmos integrados para detectar erros e inconsistências, mas cabe aos operadores seguir os procedimentos operacionais recomendados e avaliar os dados registrados. Conclusões ou manuseio incorretos podem afetar a precisão.

Embora a precisão operacional não possa ser garantida, as precisões alcançáveis ​​são da ordem de 1'/2000' no XY (plano horizontal) e 1”/4000 em Z (profundidade).

Posicionamento de Mercado

As soluções baseadas em Navegação Inercial são uma adição precisa e valiosa ao conjunto de tecnologias de mapeamento disponíveis hoje. É verdade que eles só podem ser usados ​​quando um tubo ou duto vazio ou encharcado está disponível, mas dentro desse segmento eles são de longe a tecnologia mais eficaz.

A maioria dos sistemas de mapeamento não giroscópico exige que o pessoal rastreie o caminho de uma tubulação, usando um sistema de farol ou radar de penetração no solo para mapear as utilidades. No entanto, nenhum desses sistemas obtém a medida exata da linha central do tubo. Além disso, os sistemas baseados em beacon podem medir a uma profundidade limitada e são altamente suscetíveis à interferência eletromagnética, tornando-os praticamente inúteis em áreas densamente canalizadas ou perto de ferrovias e linhas de energia.

Aspectos operacionais

A eficiência operacional é um fator chave para que o mercado adote novas tecnologias. Devido à sua alta taxa de registro (100 Hz), as sondas DuctRunner podem viajar até 6 pés por segundo. Por exemplo, uma equipe qualificada poderá concluir o mapeamento de uma Perfuração Direcional Horizontal de 2,000 pés de comprimento em apenas uma hora.

Mapeando um tubo de utilidade

Outro benefício muito importante dos sistemas de mapeamento baseados em navegação inercial é que eles são insensíveis à interferência eletromagnética e, portanto, podem ser usados ​​perto de cabos de energia, trilhos de trem e outras fontes de distúrbios eletromagnéticos.

No caso da Reduct, a saída de dados é baseada em plataforma aberta. O usuário pode salvar os dados nos formatos xlsx, csv, AutoCad script, kmz ou xml na frequência de pontos desejada. Isso significa que os resultados da medição podem ser carregados sem problemas em todas as plataformas GIS comumente usadas.

Reduzir na África

Os problemas com a qualidade dos dados de localização de tubos subterrâneos são mais ou menos os mesmos em todo o mundo, e a África não é exceção. Nos últimos três anos, a Reduct participou de várias feiras africanas para avaliar a disposição dos proprietários de serviços públicos, reguladores e empreiteiros de elevar a qualidade dos dados da infraestrutura subterrânea em geral e os dados posicionais em particular, a um nível mais alto.

“Acreditamos que os atuais planos de investimento, desenvolvimentos na gestão de ativos e regulamentação no continente africano oferecem uma excelente oportunidade.” diz Otto Ballintijn, CEO da Reduct NV, “No entanto, também percebemos que o continente africano é vasto e, portanto, estamos em busca de distribuidores locais qualificados para comercializar e apoiar nossas soluções para garantir o melhor serviço possível aos nossos clientes”.

Se você deseja obter dados precisos, executar a devida diligência na compra de um tubo ou duto ou reduzir o risco de instalação de cabos, a navegação inercial pode ajudar. A verificação independente de como construído é essencial para proprietários e operadores de dutos, e eles não devem aceitar nada menos do que as melhores informações. Danos diretos e consequentes a um tubo, particularmente aqueles instalados por métodos sem valas, são muito caros para reparar e evitar apenas alguns como resultado de dados XYZ precisos justificam o esforço de mapeamento.

Por último, se, como operador de serviço público, você deseja ter sua plataforma GIS preenchida com dados de alta qualidade daqui a 30 anos, você deve começar a coletar dados de alta qualidade hoje.

 

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