Utilizando tecnologia de navegação inercial para mapeamento 3D, localização e gerenciamento de dutos subterrâneos

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

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

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 serviços públicos podem usá-lo como uma ferramenta de due diligence para verificar a precisão de construção de 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 instalar um cabo de alimentação ou de dados.

A linha Ductrunner cobre tubo com diâmetro de 30 mm e superior
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Localização! Essa é a principal preocupação quando se trata de operações, manutenção e reabilitação de infraestruturas subterrâneas. A maioria dos operadores de gasodutos estão a investir fortemente em Sistemas de Informação Geográfica (GIS) de última geração para armazenar dados relacionados com a rede, incluindo XYZ. No entanto, a qualidade dos dados XYZ que eventualmente preencherão a plataforma GIS costuma ser imprecisa devido a:

  1. Envelhecimento ou falta de informação
  2. A profundidade é muitas vezes desconhecida.
  3. Referenciado a marcos acima do solo que não existem mais.
  4. Os dados originais não eram digitais.
  5. Uma infinidade de escalas e sistemas de coordenadas utilizados, tornando a troca de dados muito ineficiente.
  6. Incapacidade de mapear infraestruturas instaladas por meio de tecnologias sem valas, como travessias de rios, debaixo de edifícios, etc.

O risco é, portanto, elevado de que plataformas GIS dispendiosas sejam preenchidas com dados XYZ imprecisos e de baixo valor, mas o valor de uma plataforma GIS está diretamente relacionado com a qualidade dos dados nela contidos.

O principal problema é muitas vezes que não existe um rótulo de precisão anexado aos dados armazenados em plataformas GIS e, como resultado, toda a qualidade dos dados é reduzida aos mínimos denominadores comuns. 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 construção logo após a instalação inicial é de longe o momento mais fácil e, portanto, mais econômico.

A razão para isso é que o tubo está 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 “as-built”, especialmente para instalações sem valas (HDD, escavação de túneis, etc.), normalmente não constam das especificações, de modo que o “as-built” muitas vezes 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 aérea, naval e de defesa, mas hoje pode ser encontrada em aplicações como sistemas GPS e smartphones.

O objetivo de uma sonda de navegação inercial é medir frequentemente a taxa angular de mudança de seu eixo central (ou seja, mudanças na direção (azimute), inclinação (inclinação) e rotação. A distância é medida para fornecer 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 atravessar qualquer terreno.

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

Quanto melhor for o alinhamento, mais preciso será o resultado. O uso de espaçadores centralizadores é recomendado para obter o alinhamento ideal, mas nem sempre é operacionalmente possível. Por exemplo, uma tubulação de águas residuais envelhecida tende a ter muitas conexões e juntas laterais mal ajustadas que podem impedir a passagem suave dos centralizadores. Nesses casos, é operacionalmente mais eficiente passar a sonda ao longo da parte invertida do tubo.

Um terceiro factor que afecta a precisão operacional é a competência da equipa 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’ em XY (plano horizontal) e 1”/4000 em Z (profundidade).

Posicionamento de Mercado

As soluções baseadas em navegação inercial são uma adição precisa e valiosa à variedade de tecnologias de mapeamento disponíveis atualmente. É verdade que eles só podem ser usados ​​quando um tubo ou duto vazio ou encharcado estiver disponível, mas dentro desse segmento eles são de longe a tecnologia mais eficaz.

A maioria dos sistemas de mapeamento não giroscópicos exigem pessoal para rastrear o caminho de um oleoduto, usando um sistema de farol ou um radar de penetração no solo para mapear os serviços públicos. No entanto, nenhum destes sistemas obtém a medição exacta da linha central do tubo. Além disso, os sistemas baseados em faróis podem medir até uma profundidade limitada e são altamente suscetíveis a interferências eletromagnéticas, 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 percorrer até 6 pés por segundo. Por exemplo, uma equipe qualificada será capaz de concluir o mapeamento de uma perfuração direcional horizontal de 2,000 pés de comprimento em apenas uma hora.

Mapeando um tubo utilitário

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

No caso do 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. Isto significa que os resultados das medições podem ser facilmente carregados em todas as plataformas GIS comumente utilizadas.

Redução na África

Os problemas com a qualidade dos dados de localização das tubulações subterrâneas são mais ou menos os mesmos em todo o mundo, e a África não é exceção. Nos últimos três anos, a Reduct participou em várias feiras comerciais africanas para avaliar a vontade dos proprietários de serviços públicos, reguladores e empreiteiros de levar a qualidade dos dados da infra-estrutura subterrânea em geral, e dos dados posicionais em particular, a um nível mais elevado.

“Acreditamos que os actuais planos de investimento, os desenvolvimentos na gestão de activos e a 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 elegíveis para comercializar e apoiar as nossas soluções para garantir o melhor serviço possível aos nossos clientes”.

Se você deseja obter dados precisos de construção, realizar 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 do estado de construção é essencial para proprietários e operadores de gasodutos, e estes não devem aceitar nada menos do que a melhor informação. Danos diretos e consequentes a uma tubulação, especialmente aqueles instalados por métodos sem valas, são muito caros para reparar e evitar apenas alguns, como resultado de dados XYZ precisos, justifica o esforço de mapeamento.

Por último, se, como operador de serviços públicos, pretender que a sua plataforma GIS seja preenchida com dados de alta qualidade daqui a 30 anos, deverá começar a recolher dados de alta qualidade hoje.