Os sistemas "clássicos" de detecção de vazamentos As redes de medidores de água usadas até agora, como os sistemas de avaliação por ultrassom ou por intervalo de tempo, implementados na rede de medidores volumétricos e de pressão, estão se mostrando ineficazes, tanto para a detecção precoce quanto para a localização precisa. Com a desvantagem adicional de que elas exigem uma grande quantidade de recursos dedicados associados, tanto humanos quanto de energia, para alimentar os sensores.

Plataformas de vôo

Uma maneira eficiente de detectar vazamentos de água em redes de distribuição é usar imagens tiradas de plataformas voadoras, como satélites ou drones. Esses instantâneos podem fornecer uma visão detalhada e em grande escala da rede de distribuição, permitindo a detecção de áreas de anomalias que podem indicar a presença de um vazamento. Essa técnica permite uma análise econômica e seu uso regular facilita a rápida localização e o reparo de vazamentos, ajudando a garantir a eficiência e a sustentabilidade do abastecimento de água.

Há diferentes plataformas de voo operando em diferentes altitudes ou órbitas que podem carregar instrumentos válidos para fornecer o tipo de fotografias necessárias para a detecção de vazamento de água:

• Satélites (grandes, médios e pequenos), normalmente operando em órbitas médias e distantes.
• Microssatélites e CubeSats, que geralmente operam em órbitas baixas da Terra (LEO).
• Aeronaves atmosféricas de asa fixa, asa rotativa, multicóptero e metrologia.

Imagens de satélite

Imagens de alta qualidade e alta resolução são essenciais para detectar vazamentos.

As imagens de satélite tendem a ter uma resolução mais alta do que as imagens de drones, mas os drones podem fornecer instantâneos mais focados e detalhados de áreas específicas devido à sua capacidade de voar em baixa altitude. As imagens de satélite geralmente são fornecidas por agências espaciais:

Agência Espacial Europeia é uma agência espacial que oferece imagens de radar de abertura sintética por meio de seu programa Sentinel. Elas estão disponíveis para download gratuito no portal de dados Sentinel. ESA.

O Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) oferece imagens de radar de abertura sintética em seu site na seção "produtos de dados e pesquisa", disponíveis para download.

Instrumentos

Os principais instrumentos a bordo da aeronave que permitem a aquisição de imagens de qualidade válidas para a detecção de vazamentos são principalmente de dois tipos:
As câmeras NIR (Near Infrared, infravermelho próximo) são capazes de detectar alterações na temperatura da superfície e usam radiação infravermelha próxima, invisível ao olho humano, para obter imagens. Essas câmeras podem ser leves e de tamanho pequeno, o que as torna ideais para microssatélites, CubeSats e drones a bordo.

Radar de abertura sintética (SAR) é uma técnica de radar que também pode ser usada para detectar vazamentos de água em redes de distribuição. Ele tem uma antena que transmite sinais de radar de alta frequência e, em seguida, recebe os sinais refletidos de objetos na área de varredura. O SAR é capaz de fornecer imagens de alta resolução e tem a vantagem de poder operar independentemente da luz ambiente, o que é muito útil para a detecção de vazamentos em áreas escuras ou cobertas. É comumente usado em aplicações de detecção de tubulações enterradas, pois pode detectar alterações na resistência elétrica do solo devido à presença de água.

A água é um condutor de eletricidade e, portanto, afeta a resistência elétrica do solo onde está localizada. Ao detectar essas alterações na resistência elétrica, a SAR pode fornecer imagens precisas e, assim, determinar a localização e o tamanho do vazamento.

Além disso, ele também pode detectar alterações no conteúdo de água no solo, o que pode ser útil para monitorar redes de distribuição de águas superficiais. Para detectar alterações na resistência elétrica do solo, o SAR usa uma técnica chamada Ground Penetrating Radar with Polarization (GPR-P). O GPR-P opera em uma ampla faixa de frequência, normalmente entre 100 MHz e 3 GHz. A seleção da frequência apropriada depende da finalidade da medição e do tipo de solo. Por exemplo, as frequências baixas são usadas para detectar objetos e anomalias nas profundezas do solo e as frequências mais altas são usadas para detectar anomalias próximas à superfície.

Esquema de SAR

Umidade da cultura por meio de sensoriamento remoto

O Índice de Umidade por Diferença Normalizada (NDMI) é um bom exemplo de como esses instrumentos funcionam para fornecer uma medida da quantidade de água presente na vegetação. Ele é calculado usando imagens de satélite que medem a refletividade da terra em diferentes comprimentos de onda. Ele se baseia na ideia de que a vegetação seca reflete mais luz nos comprimentos de onda do infravermelho próximo e menos luz no comprimento de onda visível. Portanto, quando a vegetação está mais seca, o NDMI aumenta.

O NDMI é usado para monitorar a seca e avaliar o estado da vegetação em diferentes regiões.

É importante observar que a espectroscopia de infravermelho próximo (NIR) e o radar de abertura sintética (SAR) são ferramentas e devem ser usados em conjunto com outras técnicas e métodos para confirmar a presença de um vazamento e determinar a melhor maneira de repará-lo. Portanto, após a obtenção das imagens, elas devem ser processadas e analisadas para detectar possíveis anomalias.

Os sinais que podem indicar a presença de um vazamento incluem o aumento da umidade do solo ou o crescimento excessivo da vegetação em áreas onde isso não seria esperado. Mudanças na cor ou na temperatura da superfície também são detectadas com frequência e podem ser indicativas de um vazamento.

Após a detecção de um possível vazamento, é sempre necessário enviar uma equipe de investigação ao local para verificar o vazamento e determinar a causa. Isso pode incluir a verificação da infraestrutura da rede de distribuição usando equipamentos de detecção de fluxo que podem medir a velocidade e a direção do fluxo de água em um tubo, e o teste de pressão da rede também é obrigatório.

Alguns dos equipamentos de detecção de vazamentos envolvem o uso de gás (hélio) por meio de uma técnica conhecida como "teste de pressurização com hélio".

Nesse método, o gás é injetado na tubulação ou no sistema de distribuição de água e, em seguida, um detector é usado para descobrir a presença de hélio na área onde há suspeita de vazamento.

Elliot Early Water Leaks Detection System EEWLDS

A Elliot Cloud desenvolve um procedimento de tecnologia de ponta com base em imagens multiespectrais e algoritmos proprietários de tratamento e purificação para oferecer a seus clientes um sistema de monitoramento, descoberta e alerta antecipado que permite o máximo de reatividade em caso de vazamento de água em suas redes de distribuição.

• Obtenção de imagens de satélite da área geográfica envolvida no GIS.
• Processamento de imagens de satélite e descoberta de áreas irrigadas.
• Obtenção de imagens DRON das áreas de irrigação detectadas.