Uso da distância de Mahalanobis para a detecção de rompimentos em linhas de injeção de gás

• Autor(a) principal: Damiani, Eduardo João
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/235773
• topic: Tubulação : Manutenção; Detecção de falhas; Leak detection; Pattern recognition; Gas pipelines; Mahalanobis distance

O transporte dos mais variados fluidos através de tubulações sempre representou uma alternativa de baixo custo para a distribuição de produtos de extrema importância para a sociedade. Ademais, a tentativa constante de melhoria em processos industriais promove a busca pelo controle e minimização de perdas por vazamentos em redes de distribuição, não sendo diferente no segmento do Óleo e Gás. Devido à implementação de recentes tecnologias em unidades de exploração e produção de petróleo, incidentes relacionados com a ruptura de dutos flexíveis utilizados para a injeção de gases em reservatórios têm despertado interesse para a pesquisa sobre as causas e tentativas de mitigação dessa falha. Na área da Engenharia de Segurança de Processos, pesquisas se concentram na identificação da ocorrência dos vazamentos nas tubulações com o objetivo de minimizar as consequências provocadas pelos eventos. Contudo, abordagens que utilizem métodos estatísticos são pouco exploradas pela literatura. Dessa forma, o presente estudo propôs o cálculo da Distância de Mahalanobis, utilizado para o reconhecimento de padrões e a clusterização de bancos de dados, como método para a identificação da ocorrência de rompimentos em tubulações de transporte de gás. O algoritmo implementado para o monitoramento do processo apresentou a capacidade de identificar o rompimento das tubulações em 9 dos 10 casos e apresentou resultados de falsos positivos em 9 dos 33 desvios ou distúrbios de processo estudados. Os resultados da detecção foram comparados com a técnica de classificação por Redes Neurais a fim de avaliar, de forma comparativa, os resultados do método. Os resultados para a detecção por redes neurais apresentaram 100% de acurácia na detecção dos rompimentos, tornando-se uma alternativa promissora para a detecção da falha estudada. Também foi possível determinar que o método de detecção pelo cálculo da Distância de Mahalanobis pode ser utilizado como forma de monitoramento da ocorrência de rompimentos de risers em aplicações de injeção de gás em águas profundas desde que avaliados os limites de confiabilidade da sua detecção e os riscos associados à presença de falsos positivos.