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BLOG do Sérgio Palazzo

Edição: Ano 1 Número 25 Agosto 2022

Publicado por Jay Shah

Setembro 2021

Traduzido por Sérgio A. Palazzo com autorização de Bernard Krzys (Bernie)

Benjamin Media (Trenchless Technology)

Muitos gestores de ativos de água estão adotando uma abordagem de pirâmide para avaliação da condição de tubulação. Em um grupo selecionado de ativos, o conceito utiliza métodos econômicos para coletar informações sempre que possível, e progredir para opções de inspeção de alta resolução e alto custo quando necessário.

Esta abordagem formou a estrutura da Cidade de Londres, o plano de projeto de Ontário para seu gasoduto de grande diâmetro Elgin. Após a inspeção bem-sucedida dos 25 km de tubulação de cilindro de aço e de concreto pré-estressado (PCCP), a Prefeitura conseguiu confirmar que as bacias aquáticas estavam em boas condições e que não necessitavam de projetos de renovação de capital de curto ou médio prazo, permitindo que a Cidade alocasse seu orçamento limitado para as águas que tivessem maior nível de degradação e necessidade de renovação.

Lar de mais de 380 mil moradores, a Prefeitura reconheceu a necessidade de uma abordagem proativa para a manutenção de uma rede de água saudável à medida que a Cidade continua se desenvolvendo, juntamente com um aumento nos projetos de transporte. Muitos desses movimentos estavam ocorrendo ao longo do corredor elgin pipeline, uma importante rede de águas de grande diâmetro que fornece aproximadamente 25% da água da cidade do Lago Erie.

“Tivemos alguns grandes projetos, incluindo um alargamento de estradas e substituição do ciclo de vida da tubulação”, disse Taylor Eckert, engenheiro de projetos para Londres. “Ao antecipar esses projetos com inspeção e compreensão da condição da pipe, nos deu a oportunidade de voltar aos maiores projetos de transporte e economizar no investimento de substituição.”

A suposição era que o gasoduto estava em boas condições; no entanto, eles precisavam confirmar essa suposição com informações baseadas em evidências para mitigar a probabilidade de falha e prolongar a vida desses ativos, ao mesmo tempo em que cumpriam os requisitos legislativos.

Determinando a Condição

Após um processo de avaliação abrangente, a Echologics ePulse foi escolhida para avaliar a rigidez estrutural média mínima de aproximadamente 14,5 km de rede PCCP de grande diâmetro e a detecção de vazamentos EchoWave foi usada em 10,5 km de rede de aço de grande diâmetro. Este segmento, instalado na década de 1990, consistia em águas aquáticas com diâmetros que variavam de 900 mm a 1.050 mm. O objetivo era realizar uma inspeção de Due Diligence para determinar a condição atual da tubulação e apresentar recomendações para que a Cidade tomada decisões de gestão de ativos baseadas em evidências para substituir, reabilitar, adiar ou monitorar comprimentos específicos deste gasoduto.

“À medida que as tubulações de água aumentam de diâmetro, elas também aumentam em criticidade e complexidade. Os tubos de transmissão são instalações específicas do local. Cada tubulação de transmissão foi projetada para garantir uma operação segura, dadas as considerações locais de carregamento e operação”, disse Alain Lalonde, gerente regional da Water Management Solutions da Mueller. “Décadas após a instalação de um tubo de transmissão, padrões de projeto, condições reais de carregamento e consequências da falha podem mudar significativamente. Assim, compreender o estado estrutural atual e os requisitos operacionais de cada tubulação de transmissão é um passo fundamental para tomar decisões de gerenciamento de ativos baseadas em evidências.”

A tecnologia ePulse combina dados acústicos medidos no campo com informações sobre a construção de um tubo para calcular a rigidez mínima da parede da tubulação estrutural remanescente sobre o segmento medido. A metodologia empregada é conhecida como método de correlação cruzada. À medida que um tubo se degrada, a velocidade em que as ondas sonoras viajam através do tubo diminui linearmente, formando a base para a tecnologia. A avaliação do tubo é realizada por meio do suporte de uma seção de tubo entre dois sensores que estão ligados a uma válvula ou buraco existente. Um ruído fora do suporte é então criado tocando em uma válvula ou diretamente no tubo através de um buraco de luz do dia.

A equipe de campo mede a distância entre os dois sensores e o software proprietário calcula o tempo de tempo para o sinal acústico se propagar entre os dois sensores. A rigidez da parede é determinada usando a velocidade de propagação de ondas sonoras medidas através do tubo e comparando esse valor com a velocidade de onda de um novo tubo de concreto de condição perfeita. Este cálculo considera as propriedades da tubulação e da água para as classes específicas de tubulação de concreto testadas. Para este projeto, todas as propriedades da tubulação foram determinadas a partir de desenhos fornecidos pela Prefeitura.

“Ao analisar áreas como facilidade e resolução de inspeção e baixo risco operacional, a ePulse verificou todas as caixas. A Echologics também trabalhou conosco para formular um esquema de classificação para quantificar a condição da tubulação e detalhou os próximos passos que devem ser dados para segmentos que exibem cada classificação”, disse Michelle Morris, engenheira de design de transportes de Londres.

Quando questionada sobre como o exercício contribuiu para o plano global de gestão de ativos da cidade, ela acrescentou: “Tendo esse esquema concreto de dados e notas em vigor, podemos facilmente adicioná-lo em nosso banco de dados, o que ajudará no escopo do trabalho para o futuro, estabelecendo uma linha de base com dados históricos.”

Os engenheiros de campo da Echologics também trabalharam com os engenheiros de água da cidade para garantir uma migração suave dos dados de inspeção em seu banco de dados GSI existente — tornando-o mais acessível e mais fácil de entender pela equipe de gerenciamento de ativos.

Avaliação detalhada

Para uma avaliação mais abrangente do Elgin Pipeline, a Echologics, como principal contratante, também se uniu a vários consultores especializados para realizar testes e revisão em profundidade de alta resolução. O ePulse forneceu a rigidez estrutural média remanescente de cada comprimento da tubulação de água testada e identificou comprimentos de tubulação onde ocorreu deterioração estrutural significativa. Esses achados foram emparelhados com a avaliação estrutural da Simpson Gumpertz & Heger Inc. e o resultado da análise de risco de falha, para identificar seções de risco do gasoduto.

Outros colaboradores que foram igualmente críticos no projeto incluem AECOM Canada, Corrpro e Rock Solid Group, todos os quais se engajaram para fornecer suporte em suas próprias áreas de especialização.

Com base na análise epulse de alta resolução e medição da rigidez, houve dados suficientes para mostrar que cerca de 80% da rede testada parecia estar em boas condições e não exigirá uma investigação mais aprofundada. No entanto, os trabalhos periódicos de inspeção e manutenção são incentivados. Os 20% restantes mostraram alguns sinais de deterioração e exigirão atenção no futuro.

A vantagem adicional desta tecnologia acústica é a capacidade de realizar a detecção de vazamentos simultaneamente. Nenhum vazamento foi descoberto no momento da pesquisa no Oleoduto Elgin. O fato de não terem sido encontrados vazamentos existentes neste gasoduto foi um indicador inicial de que não foram necessárias ações imediatas ou emergenciais de reabilitação ou reparo.

Após o período de seis semanas, a Cidade poderia avançar com tranquilidade, sabendo que este gasoduto crítico está em boas condições e focado em prever e projetar orçamento e predicação do ciclo de vida dos tubos, respectivamente.

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Engº Sergio Palazzo

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