Por Tom DeWitte e Tom Coolidge
Dentro de toda rede de tubulação pressurizada, seja gás natural, líquido perigoso, água ou energia distrital, existem uma ou mais zonas de pressão. Zonas de pressão são fundamentais para a engenharia e operação de redes de tubulação pressurizadas. Uma definição formal define uma zona de pressão como um subconjunto distinto da rede de tubulação onde uma faixa mínima e máxima de pressão é mantida por dispositivos de controle de pressão. No entanto, conhecer essa definição de uma zona de pressão não é o mesmo que entender uma zona de pressão.
Entendendo uma Zona de Pressão
Entender uma zona de pressão tem significados diferentes dentro de uma organização responsável pela gestão de uma rede de tubulação pressurizada. Planejadores do sistema precisam entender a capacidade da zona de pressão e a carga dos clientes que consomem a commodity que atravessa a rede de tubulação. Engenheiros hidráulicos precisam entender a capacidade, carga, ativos, fluxo da commodity e o tipo de clientes que dependem do serviço fornecido. Engenheiros de integridade requerem entendimento dos ativos da zona de pressão e suas características. Operadores do centro de controle do sistema devem entender a pressão operacional padrão e a atual Pressão Máxima Permitida de Operação (MAOP). Para muitos outros na organização, significa ver visualmente a extensão da zona de pressão. Com essa ampla gama do que significa entender uma zona de pressão, como uma organização alcança esse entendimento?
Definindo a Zona de Pressão
A necessidade de criar um inventário dos ativos que compõem uma zona específica de pressão é fundamental para todos esses diversos aspectos do entendimento da zona de pressão. Do ponto de vista do software, isso significa utilizar um software que possa determinar uma zona de pressão. Essa determinação baseia-se em como os ativos da tubulação estão conectados, conhecendo a localização dos dispositivos reguladores de pressão e entendendo o lado alto e o lado baixo desses dispositivos reguladores. Com esse entendimento dos componentes da zona de pressão, adicione alguma lógica ao software para definir o fluxo da commodity, e agora você pode definir uma zona de pressão.
Dentro do ArcGIS, a capacidade para determinar uma zona de pressão é chamada ArcGIS Utility Network. O resultado da aplicação dessa capacidade para zonas de pressão é a criação de uma sub-rede de pressão.
Definir uma sub-rede de pressão dentro do ArcGIS gera múltiplos itens informativos para ajudar no entendimento da zona de pressão. Esses auxílios são:
- Criar uma representação gráfica persistente da zona de pressão.
- Inserir o nome da zona de pressão em cada ativo contido na zona.
- Tabular quantidades dos ativos identificados, como número de medidores e número de válvulas.
- Realizar cálculos engenheirísticos para determinar MAOP para a zona de pressão.
Esse inventário, tabulação, cálculo e visualização fornecem às organizações responsáveis pela tubulação a base para entender a zona de pressão.
Entendendo a Capacidade da Zona de Pressão
Um derivado comum da representação da sub-rede da zona de pressão é a tabulação do volume dentro da zona. Conhecer o volume das tubulações em uma zona tem sido historicamente o principal desafio para determinar com precisão a quantidade padrão operacional da commodity dentro desse subconjunto da rede interligada. Para um segmento individual da tubulação, tabular o volume é um exercício em lembrar a equação geométrica do ensino fundamental para um cilindro. Essa equação utiliza o diâmetro e o comprimento do tubo. Repetir esse cálculo geométrico milhares de vezes para cada linha principal e linha serviço dentro da zona é difícil para humanos. É um cálculo simples para um computador.
Com o volume automaticamente tabulado para a zona, o próximo passo é aplicar a equação da Lei dos Gases Ideais e alguns valores específicos da commodity para determinar a massa e energia armazenadas dentro da zona.
Um script arcade dentro de um pop-up pode facilmente realizar esse cálculo tanto para a operação padrão quanto para a Pressão Máxima Permitida (MAOP). Ter o resultado dessa tabulação prontamente disponível sempre que um usuário abrir um pop-up da zona dentro do aplicativo web ou mapa móvel é uma grande economia de tempo para engenheiros e operadores do centro controle.
Entendendo os Ativos da Zona de Pressão
Uma vez que a capacidade ArcGIS Utility Network define uma zona, ela atualiza o nome da zona em todos os ativos rastreados (segmentos das tubulações, válvulas, conexões, medidores dos clientes etc.).
Atribuir o nome da zona aos ativos simplifica consultas subsequentes sobre os ativos na zona frequentemente usadas no planejamento capital, tais como:
- Idade média das tubulações
- Comprimento das tubulações por material
- Comprimento das tubulações por tamanho
Entendendo a Faixa de Pressão da Zona
Essencial para gerenciar uma rede pressurizada segura e confiável é conhecer a máxima pressão na qual a concessionária pode operar com segurança a zona. Para muitas indústrias esse valor é conhecido como MAOP (Pressão Máxima Permitida). Esse valor é específico ao ativo e varia entre os milhares que compõem uma única zona. O MAOP da zona é definido pelo elo mais fraco entre todos os ativos dela. Em termos técnicos isso corresponde à aplicação da função mínimo contra todos os valores individuais MAOP dos ativos para encontrar o menor valor. As capacidades do ArcGIS Utility Network podem tabular automaticamente esse valor engenheirístico como parte da definição da zona.
Com MAOP agora definido automaticamente e mantido pelo ArcGIS, sempre que um novo ativo for instalado na zona e seu valor individual MAOP definido, o software revisará o MAOP da zona refletindo essa instalação.
Combinar o cálculo do MAOP com a tabulação do volume permite calcular o máximo line pack. Line packing é um termo usado na indústria do gás natural para aumentar a massa dentro dada zona pressionada. Isso se consegue aumentando-se a pressão operacional sem ultrapassar MAOP. Operadores usam esse valor para entender quanta massa adicional pode ser colocada na rede antecipando aumento previsto na demanda dos clientes.
Entendendo a Extensão da Zona
A capacidade visualização gráfica da extensão da zona é outro produto do ArcGIS Utility Network definindo-a.
Poder ver até onde vai uma zona ajuda muito os funcionários das concessionárias responderem suas perguntas típicas:
- Eventos Emergenciais: Quais zonas serão impactadas por incêndios florestais e enchentes?
- Planejamento: Qual zona fornece serviço ao endereço potencial novo cliente?
- Engenharia: Ao planejar modificação no sistema qual é extensão dessa zona?
Entendendo Base Clientes Zona
Com a definição precisa da zona, métodos geoespaciais podem ser aplicados para identificar e inventariar clientes dentro dela. Por exemplo, criando buffer nos medidores com nome da zona pode consultar camada USA Structures Living Atlas para tabular informações valiosas tais como:
- Número de hospitais<\/LI>
- Número de escolas<\/LI>
- Número de clientes com mobilidade reduzida ou limitada<\/LI>
- Quantidade de tipos de clientes (residencial, comercial, industrial, governo<\/LI><\/UL>
<\/span><\/P>Isso fornece clareza instantânea da base de clientes atendida pela zona de pressão. Essa clareza ajuda coordenadores de eventos de emergência, engenheiros e planejadores.<\/P>Junte Tudo<\/H1>Historicamente, as informações mencionadas neste artigo estavam dispersas entre os muitos silos de dados de uma organização, planilhas e o conhecimento individual dos funcionários. Aproveitar o ArcGIS e sua capacidade ArcGIS Utility Network para definir a zona de pressão reúne essas informações. Essa agregação de informações e a apresentação delas de forma fácil de entender é o que transforma definir uma zona de pressão em compreender uma zona de pressão.<\/P>POR FAVOR, NOTE: As publicações neste site são nossas e não representam necessariamente a posição, estratégias ou opiniões da Esri.<\/EM><\/P>
