Detecția acustică distribuită (DAS)

Este o tehnologie care utilizează cabluri de fibră optică pentru a detecta sunete și vibrații pe distanțe lungi. Această tehnologie funcționează prin injectarea de impulsuri laser în fibra optică și măsurarea schimbărilor în semnalul de lumină reflectat cauzate de variații mecanice, precum vibrațiile sau mișcările.Cum funcționează DAS?

1.Injectarea de impulsuri laser: Un dispozitiv numit interrogator trimite impulsuri laser prin fibra optică.

2.Reflexii optice: Pe măsură ce impulsurile de lumină călătoresc prin fibră, acestea sunt reflectate înapoi de neregularitățile naturale ale fibrei (denumite puncte de Bragg).

3.Măsurarea schimbărilor: Dacă fibra este supusă unor vibrații sau presiuni externe, cum ar fi sunete, activități seismice sau alte mișcări, acestea provoacă schimbări în semnalul de lumină reflectat.

Sistemul DAS analizează aceste schimbări pentru a detecta și localiza evenimentele acustice sau vibraționale de-a lungul fibrei.

Aplicări ale DAS:

•Supravegherea infrastructurii: DAS este utilizat pentru monitorizarea conductelor de petrol și gaz, pentru a detecta scurgeri sau activități de foraj neautorizate.

•Securitate: Poate detecta și localiza intruziuni sau activități suspecte în jurul perimetrelor sensibile.

•Seismologie: DAS poate înregistra activitatea seismică și poate oferi date valoroase pentru studiul cutremurelor.

•Monitorizarea traficului: Fibra optică plasată sub drumuri poate fi folosită pentru a monitoriza fluxul de trafic și pentru a detecta accidente sau alte incidente.

DAS oferă o soluție puternică și versatilă pentru monitorizarea pe scară largă și în timp real a unor domenii variate, datorită sensibilității și capacității sale de a acoperi distanțe mari.

Detecția acustică distribuită (DAS) poate fi un instrument foarte eficient pentru detectarea pierderilor de apă în rețelele de distribuție, utilizând cabluri de fibră optică instalate de-a lungul sau în apropierea conductelor de apă. Tehnologia detectează vibrațiile și sunetele produse de apă în mișcare, oferind informații detaliate despre potențialele scurgeri.

Mod de funcționare în detectarea pierderilor de apă:

1.Detectarea sunetelor specifice scurgerilor: Când apare o scurgere într-o conductă, apa care se scurge prin fisură sau gaură produce sunete caracteristice (de exemplu, șuierat, vibrații de frecvență înaltă) și cauzează vibrații mecanice. DAS poate detecta aceste semnale acustice distincte.

2.Analizarea semnalului reflectat: Sistemul DAS monitorizează continuu fibra optică, detectând schimbările în semnalul optic reflectat de-a lungul traseului cablului. Aceste schimbări sunt corelate cu vibrațiile cauzate de scurgerea de apă.

3.Localizarea precisă: DAS are capacitatea de a localiza exact unde a avut loc scurgerea de-a lungul traseului conductei, pe baza punctului de pe fibra optică unde se înregistrează perturbarea acustică.

4.Monitorizare în timp real: Sistemul oferă date în timp real, permițând detectarea imediată a scurgerilor și intervenția rapidă pentru repararea acestora, prevenind astfel pierderi semnificative de apă și potențiale daune la infrastructură.

Avantajele DAS în detectarea pierderilor de apă:

•Acoperire extinsă: O singură rețea de fibră optică poate acoperi lungimi mari de conducte, făcând tehnologia ideală pentru monitorizarea rețelelor de apă pe distanțe lungi.

•Sensibilitate ridicată: DAS poate detecta chiar și scurgeri minore, care ar putea trece neobservate prin metode convenționale.

•Reducerea costurilor: Detectarea rapidă și precisă a scurgerilor reduce costurile asociate cu pierderile de apă și reparațiile extinse.

•Minimizarea impactului asupra mediului: Prin detectarea rapidă a scurgerilor, DAS ajută la reducerea riscurilor de eroziune, inundații și alte probleme de mediu cauzate de scurgeri necontrolate.

În concluzie, utilizarea DAS pentru detectarea pierderilor de apă permite operatorilor de rețea să monitorizeze eficient infrastructura, să identifice rapid problemele și să reducă pierderile de resurse și impactul asupra mediului.

Metode de control a pierderilor in distributie

Exista sase metode de control al pierderilor, dintre care cinci implica localizarea pierderilor, iar ultima metoda, controlul presiunii, poate fi considerata ca suplimentara fiecareia din celelalte metode. Fiecare metoda necesita un nivel specific de implicare a personalului si a echipamentelor, prin urmare fiecare va avea costuri de capital si operationale diferite. De asemenea, fiecare din aceste metode de control va mentine pierderile la niveluri diferite.

Controlul presiunii

Reducerea pierderilor prin controlul presiunii este probabil cel mai rapid si simplu mod de reducere a pierderilor intr-un sistem si nu implica localizarea pierderilor. Exista diverse metode de reducere a presiunii, printre care:

Montarea de vane sau zonarea

Este probabil cel mai simplu si ieftin mod de reducere a presiunii, dar are limitari in utilizare. Practic implica inchiderea sau strangularea vanelor in sistem avand ca effect reducerea capacitatii de transport in retea, sau mutarea unei zone pe alimentare la o presiune mai scazuta. Aceasta metoda este opusa modului normal de operare al sistemelor din Romania, unde sistemele sunt operate deschise, pentru a asigura o flexibilitate maxima in operare. Trebuie acordata o atentie deosebita la stabilirea marimii zonelor, pentru fi siguri ca necesarul pentru stingerea incendiilor si pentru reumplerea sistemului dupa o avarie majora pe o magistrala, sunt acoperite.

Reducerea inaltimii de pompare

Aceasta tehnica are aplicabilitate limitata, dar merita sa fie folosita acolo unde cererea de apa intr-o zona s-a redus, din cauza inchiderii industriei grele si a consumului redus pe cap de locuitor, asa cum s-a intamplat in Romania. Beneficiile vor consta in reducerea costurilor cu energia consumata la statiile de pompare datorita presiunilor si debitelor mai scazute, precum si in volumul de pierderi (scurgeri) mai reduse in retea. Pentru a beneficia Sectiunea 8: Managementul Tehnic si Operational Manualul national al operatorilor de apa si canalizare din plin de reducerile costului cu energia, echipamentele de pompare trebuie redimensionate, sau rototoarele pompelor centrifuge trebuie modificate. Daca nu exista fonduri disponibile pentru aceasta, pot fi obtinute beneficii din reducerea pierderilor prin strangularea vanelor de pe refularea statiilor de pompare.

Vane de reducere a presiunii

Folosirea vanelor de reducere a presiunii este cea mai uzuala metoda de scadere a presiunii in retelele de distributie, reducand astfel si nivelul de pierderi. Sunt disponibile diverse tipuri: vane care produc o presiune diferentiala constanta intre intrare si iesire, vane care furnizeaza o presiune constanta in aval si cele care produc o presiune variabila in aval permitand scaderea presiunii pe timpul noptii. Desi aceste vane sunt adaptabile, ele sunt in acelasi timp si sensibile in operare si se defecteaza usor din cauza blocarii aerului in interior. Din acest motiv trebuie verificate regulat si instalate cu bypass (conducta de ocolire).

Controlul pasiv

Necesita cel mai mic efort din partea operatorului, dar in general dintre toate metodele are ca rezultat cel mai ridicat nivel de pierderi. Nu sunt facute eforturi pentru a detecta sau masura pierderile, iar remedierea acestora se face ca urmare a:

· Aparitiei apei la suprafata;

· Presiunii slabe in anumite zone ale retelei;

· Lipsei apei in anumite zone;

· Sesizarilor privind pierderile ;

· Zgomotelor in sistemele de conducte interioare.

Pentru executia reparaiei, ar putea fi necesara totusi localizarea cu precizie a pierderii, folosind tehnicile de sondare. Controlul pasiv al pierderilor poate fi rentabil ca pret doar atunci cand sursa de apa este abundenta, ieftina din punct de vedere al costulrilor de productie si daca pierderile apar rapid la suprafata. Nu se conformeaza cerintelor de mediu de a proteja a resursele natural si poate genera adversitate in opinia publica impotriva operatorului.

Sondarea de rutina sau regulata

Aceasta metoda de control al pierderilor implica monitorizarea sistematica a retelelor de apa folosind tehnici de sondare. Se folosesc echipamente acustice de ascultare a armaturilor precum vane, hidranti si robineti de inchidere pentru a detecta sunetul apei care curge. De la introducerea, corelatoarelor de zgomot pentru pierderi (LNC) in sectorul apei, acestea au fost folosite si ca modalitate de supraveghere periodica a retelei. In general, retelele sunt sondate o data sau de doua ori pe an, in functie de forta de munca disponibila. O imbunatatire a acestei metode, consta in impartirea retelei in sub-zone si inregistrarea reparatiilor ca urmare a pierderilor ascunse in fiecare sub-zona. Sondarea este folosita cu prioritate si directionata pe baza indicatorilor de numar de reparatii pe lungime de retea, pentru a permite o folosire mai eficienta a echipamentelor si a fortei de munca disponibile. Aceasta metoda de controlare a pierderilor costa mai putin decat cea care implica contorizarea, dar nu furnizeaza aceleasi beneficii in ceea ce priveste nivelul reducerii pierderilor. Sondarea regulata va da probabil rezultate mult mai bune in zone in care costul apei economisite este destul de mic, iar conditiile din sol favorizeaza aparitia la suprafata a apei provenite din pierderi ascunse mai semnificative, relativ repede. In acest fel, doar pierderile ascunse mai mici trebuie detectate prin tehnicile de sondare.

Masurare de district

Asa cum se intelege din denumire, debitmetre sau o combinatii de debitmetre sunt folosite pentru a masura consumul de apa dintr-o zona specifica a unei retele. Debitmetrele trebuie sa aiba si integrator si sa poata fi conectate la data loggere. Se recomanda pentru debitmetrele care nu sunt de calibru complet cum sunt debitmetrele electromagnetice, instalarea unui bypass (conducta de ocolire). Zona de Masurare de District (in engleza DMA) ar trebui sa cuprinda in mod ideal intre

2000 si 5000 proprietati (un apartament poate fi considerat o proprietate). Debitul de intrare si iesire dintr-un DMA trebuie sa poata fi masurat. Numarul de debitmetre trebuie redus din considerente care tin de costuri si in acest sens trebuie stabilite limite de zona, prin folosirea vanelor de inchidere. Orice vana folosita in acest scop trebuie marcata clar. Poate fi necesara daca se genereaza astfel capete de retea, instalarea unor hidranti pentru spalare pe fiecare parte a vanei de inchidere. Fiecare DMA trebuie sa aiba un identificator unic si trebuie colectate urmatoarele date:

· Numarul total al proprietatilor;

· Numarul de proprietati contorizate si necontorizate;

· Utilizatorii necasnici si profilele de consum;

· Consum mediu zilnic;

· Debite minime pe timp de noapte;

· Lungimea totala a conductelor principale.

Daca se creaza o baza de date relevante, pot fi colectate informatii suplimentare pe fiecare DMA, cum ar fi reparatii in retea, date despre calitatea apei si reclamatii ale consumatorilor. Acest lucru este folositor in primul rand pentru planificarea managementului activelor fixe. Dupa stabilirea DMA, se vor stabili proceduri pentru demararea activitatii legate de controlul pierderilor. Metoda preferata este verificarea in amanuntime a intregii zone (DMA) pe baza tehnicilor de sondare si remedierea tuturor pierderilor ascunse. Astfel se vor stabili nivelul debitelor medii si al debitelor de noapte. Acestea este posibil sa trebuiasca sa fie ajustate in functie de sezon, dar vor constitui declansatorii de baza pentru activarea de detectare / localizare a pierderilor. Odata un DMA creat in acest mod, datele de la debitmetrele DMA trebuie la inceput accesate saptamanal. In districtele care se dovedesc stabile din punct de vedere al nivelului debitelor, frecventa de accesare se va

reduce treptat. In scopul compararii, debitele minime de noapte pot fi convertite in litri /proprietate/ora. Se recomanda ca toate DMA-urile sa fie verificate complet la fiecare doi ani cel putin, pentru a stabili daca procedurile si nivelurile debitelor de declansare a activitatii de etectare a pierderilor sunt inca relevante. Testele din Marea Britanie au demonstrat ca Masurarea de District poate constitui o metoda de controlare a pierderilor in majoritatea sistemelor.

Monitorizarea distributiei permite directionarea mai eficienta a activitatilor legate de pierderi.

Masurarea pierderii

Aceasta metoda este cunoscuta sub denumirea de masurare pe subdiviziuni.Masurarea pierderii de apa este o metoda care izoleaza sectiuni din reteaua de distributie prin vane de separare inchise, astfel incat zona este alimentata printr-o singura conducta. Un sector de pierderi numara intre 1000 si 3000 de proprietati in zona urbana. In zona rurala, dimensiunea unei arii masurate depinde de configuratia retelei. Ideal, un sector de pierderi trebuie alimentat timp de 24 de ore pentru a se culege informatii despre debitele de varf, medii si de noapte. Masurarea pierderii prezinta si avantajul de a reduce la minim lucrarile remunerate suplimentar pe timpul noptii, efectuate de echipele de detectare / localizare a pierderilor. Trebuie in acelasi timp recunoscut ca debitul poate fi distorsionat la crearea unui sector de pierderi, din cauza modificarii profilelor normale de consum si a faptului de presiunile de lucru sunt in general mai mici. In plus, crearea unui sector de pierderi poate provoca reclamatii in legatura cu presiunea scazuta a apei si poate cauza colorarea temporara a apei furnizate. Debitmetrele pentru masurarea pierderilor de apa pot fi fie instalatii fixe permanente pe un bypass sau unitati mobile conectate la retea printr-un hidrant / vana / sistem de hidranti. Indiferent care varianta este aleasa, printr-o selectie atenta a locatiei debitmetrului, un sector de monitorizare a pierderilor poate fi masurat cu un singur debitmetru. Ca si in cazul DMA, fiecare sector de pierderi trebuie sa fie prevazut cu un identificator unic, fiind necesare urmatoarele date:

· Numarul total de proprietati;

· Numarul de proprietati contorizate si necontorizate;

· Utilizatorii necasnici si profilele de consum;

· Consum mediu zilnic;

· Debite minime pe timp de noapte;

Va fi necesara in plus verificarea vanelor folosite pentru testarea in trepte (procedura descrisa mai jos) si elaborarea planurilor zonei pentru fiecare sector care sa indice urmatoarele:

· Dimensiunea, dispunerea si locatia tuturor conductelor principale;

· Instalarea contoarelor;

· Toate vanele, inclusiv vanele de limita de zona care izoleaza districtul, vane de linie care se inchid pentru crearea unui debit unidirectional in conductele principale si vanele care se vor opera la testarea in trepte. Fiecarei vane i se va aloca un numar unic si directia de operare;

· Consumatorii comerciali.

Dupa stabilirea districtelor de pierderi, este necesar sa se stabileasca procedurile corespunzatoare. Ca si in cazul DMA, metoda preferata este inspectarea in detaliu a intregului sector prin tehnici de sondare si repararea imediata a tuturor pierderilor ascunse, apoi stabilirea debitului minim de noapte. Din nou, acesta poate necesita ajustare in functie de sezonalitate, dar va fi declansatorul principal pentru activitatea de detectare a pierderilor. In cazul in care consumatorii comerciali folosesc apa pe timp de noapte, acestia trebuie izolati pentru determinarea debitului minim pe timp de noapte sau trebuie citite contoarele acestora si debitul de noapte trebuie scazut corespunzator. Monitorizarea districtelor de pierderi trebuie facute intre trei si sase luni in functie de forta de munca disponibila. Detectarea pierderilor se va face atunci cand pragurile pentru debitele de noapte vor fi depasite. Acest lucru poate fi urmat de testarea in trepte descrisa mai jos.

Testarea in trepte

Principiul acestei tehnici este reducerea sistematica a marimii sectorului prin inchiderea pe rand a vanelor pe fiecare conducta principala si notarea modificarilor de debit. O cadere disproportionata de debit, indica probabilitatea existentei unei pierderi in sectiunea izolata.

Exista doua metode de efectuare a testarii in trepte. Cea traditionala consta in inchiderea progresiva a vanelor inspre debitmetru si redeschiderea acestora la finalizarea testului. Aceasta metoda este mai putin folosita astazi, datorita intreruperilor in alimentarea cu apa si riscului de colorare a apei. O metoda mai recenta dezvoltata in urma imbunatatirii tehnologiei de masurare si de inregistrare a datelor cu data loggere, este utilizarea unei serii de pasi marunti, prin izolarea pentru scurt timp a sectiunilor din districtul de pierderi. Aceasta tehnica necesita un dispozitiv de citire a debitmetrelor de la distanta (prin radio sau telefon mobil) instalat pe debitmetru. Debitele sunt transmise operatorilor care pot vedea imediat rezultatele inchiderii vanelor si efectul cestora si pot astfel reduce intervalul de timp in care vanele trebuie sa fie inchise. Date fiind ultimele imbunatatiri ale tehnologiei de inregistrare a datelor, testarea in trepte poate fi aplicata si pentru anumite DMA avand configuratii specifice. Principalele dezavantaje ale testarii in trepte, cel putin in Marea Britanie, sunt reprezentate de costuri si de legislatie. Testarile in trepte necesita lucru pe timp de noapte platit suplimentar si recuperarile aferente conform cerintelor legale. Clientii trebuie avertizati cu privire la intreruperile planificate in alimentarea cu apa, iar acest lucru consuma timp si este costisitor. Exista si riscul ca testarea in trepte sa provoace avarii pe conductele de alimentare in stare proasta, precum si colorarea apei furnizate.

Masurare combinata de district si a pierderii

Aceasta metoda de controlare a pierderilor consta in combinarea celor doua metode precedente. Debitmetrele de district sunt folosite pentru monitorizarea zonelor mai intinse, adica intre 2000 si 5000 de proprietati, iar in cazul constatarii unor cresteri ale debitului, debitmetrele de pierderi montate in aval vor localiza pierderea mai precis. Zonele de masurare de district si cele de masurare a pierderii pot coincide, daca contoarele se vor alege si dimensiona corespunzator.