PT2270460E - Método e aparelho para monitorização contínua de regiões intersticiais em instalações de armazenamento de gasolina e condutas - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"MÉTODO E APARELHO PARA MONITORIZAÇÃO CONTÍNUA DE REGIÕES INTERSTICIAIS EM INSTALAÇÕES DE ARMAZENAMENTO DE GASOLINA E CONDUTAS"

DOMÍNIO TÉCNICO

Esta patente refere-se de um modo geral a um aparelho e método de monitorização intersticial e, mais especificamente, a um sistema para monitorização continua dos níveis de pressão e vácuo no interior de um espaço intersticial de um sistema de tanque de armazenamento subterrâneo.

ANTECEDENTES

Os regulamentos estatais e federais actuais e propostos exigem que os tanques de armazenamento subterrâneo de substâncias perigosas satisfaçam certos requisitos de segurança ambiental. Em especial, estes regulamentos ambientais exigem que os sistemas de armazenamento subterrâneo incluam uma unidade de contenção primária e uma unidade de contenção secundária (ver, por exemplo, DE 42 18 890 Al) . Além disto, as unidades de contenção primária e secundária devem estar em conformidade com as normas ambientais que requerem que os sistemas de tanque de armazenamento subterrâneo sejam estanques ao produto. Para efeitos destes regulamentos ambientais, o termo "estanque ao produto" é geralmente definido como impermeável à substância contida, para evitar a infiltração da substância proveniente da unidade de contenção primária. Adicionalmente, para que o tanque seja estanque ao produto, ele não pode estar sujeito a deterioração física ou química por acção da substância contida, durante a vida útil do 2 tanque. Além disto, estes regulamentos exigem que os proprietários ou operadores de um sistema de tanque de armazenamento subterrâneo com um componente de parede única situado a uma distância de 0,3 km (1000 pés) de um poço público de água potável implementem um programa aperfeiçoado de detecção ou monitorização de fugas.

Um método conhecido para a monitorização de fugas divulgado pela Patente dos EUA N° 6,489,894, intitulada "Leak Detection Device for Double Wall Pipeline Systems and Container Systems" (Dispositivo de Detecção de Fugas para Sistemas de Oleodutos e Sistemas de Contentores de Parede Dupla) usa um detector de fugas dotado de uma bomba de vácuo que inclui um pressostato e um dispositivo de alarme para detectar fugas num oleoduto ou sistema de contentor de paredes duplas. O detector de fugas divulgado está adaptado para monitorizar simultaneamente vários contentores ligados a uma tubagem colectora principal e a uma bomba de vácuo por meio de linhas de vácuo. Cada contentor monitorizado incorpora um conector ou válvula de vácuo para ligar por meio de fluido um espaço de controlo ao detector de fugas. Cada linha de vácuo possui uma primeira câmara de liquido criada no conector de vácuo de modo a impedir que o liquido que escapou de um contentor com fugas para as linhas de vácuo penetre nos espaços de controlo dos contentores sem fuga. Na tubagem colectora principal está criada uma segunda câmara de liquido para impedir que o liquido entre na bomba de vácuo. Embora este método consiga detectar fugas no interior do espaço de controlo de um contentor, é um sistema mecanicamente complexo que exige grande quantidade de materiais e um tempo de instalação prolongado. 3

Outros métodos de monitorização de espaços secundários ou intersticiais são bem conhecidos na técnica e incluem detecção continua de fugas utilizando técnicas de monitorização de pressão ou soluções de salmoura para determinar a presença ou ausência de fugas entre o sistema de armazenamento e o ambiente que o rodeia. Contudo, para calibrar eficazmente o funcionamento de todos estes métodos e sistemas é necessário um conhecimento profundo do sistema e um tempo de instalação prolongado. Especificamente, para configurar o funcionamento destes sistemas de monitorização o utilizador deve introduzir o volume do espaço secundário ou intersticial a ser monitorizado, o que requer um conhecimento detalhado da disposição e configuração da tubagem e contentores de paredes duplas utilizados no sistema de armazenamento subterrâneo.

SUMÁRIO

Um sistema de armazenamento subterrâneo incorpora uma unidade de contenção primária e uma unidade de contenção secundária preparadas de modo a conter de modo estanque a unidade de contenção primária. 0 sistema de armazenamento subterrâneo incorpora ainda um sistema de detecção de fugas ligado por meio de fluido ao sistema de contenção secundário, o qual está adaptado de modo a detectar fugas de fluidos no sistema de contenção primária e no sistema de contenção secundária.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para compreender melhor o dispositivo divulgado deve fazer-se referência à seguinte descrição detalhada e desenhos anexos, nos quais: 4 A FIG. 1 representa os componentes básicos de um sistema de monitorização de vácuo intersticial exemplificativo; A FIG. 2 representa um fluxograma que descreve detalhadamente o funcionamento de uma rotina de auto-aprendizagem exemplificativa; A FIG. 3 representa uma curva de vácuo intersticial exemplificativa; e A FIG. 4 representa um fluxograma que descreve detalhadamente o funcionamento de uma rotina de monitorização exemplificativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA A FIG. 1 ilustra um sistema de armazenamento subterrâneo 10 exemplificativo que inclui um tanque de armazenamento subterrâneo (TAS) 12 construído de modo a conter com segurança um liquido 20 como a gasolina, gasóleo ou outro hidrocarboneto. O TAS 12 é um tanque de armazenamento de parede dupla construído com uma parede exterior 14 e uma parede interior 16, separadas de modo a definir um espaço intersticial 18. Deste modo, o TAS 12 está dividido numa unidade de contenção primária e numa unidade de contenção secundária para proporcionar ao sistema de armazenamento subterrâneo 10 uma protecção contra fugas redundante.

Uma bomba de turbina submersível (BTS) 22, como por exemplo o modelo de BTS número STP-75-VL2-7 fabricado por FE PETRO INC®, proporciona um meio de bombeamento do líquido 20 para um distribuidor 24. A BTS 22 pode estar montada no TAS 12 de modo permanente ou amovível para posicionar um bocal de entrada 22a abaixo da superfície do líquido 20. Por sua vez o bocal de entrada 22a proporciona uma via de fluido para o 5 bombeamento do líquido 20 do interior da unidade de contenção primária para o distribuidor 24.

Um colector de bomba 2 6, que pode ser um componente integrante da BTS 22 ou um componente separado ligado de modo fixo à mesma, controla a distribuição do líquido bombeado 20 para o distribuidor 24. O colector de bomba 26 inclui um orifício de sifão 28 adaptado para ligar por meio de fluido o espaço intersticial 18 (por exemplo, a unidade de contenção secundária) ao vácuo criado por BTS 22. Assim, quando a BTS 22 está activa (por exemplo, a criar um vácuo) o orifício de sifão 28 proporciona uma via de vácuo para o espaço intersticial 18 para evacuar o fluido contido no mesmo. Uma válvula de controlo 30 pode isolar o espaço intersticial 18 do orifício de sifão 28 para impedir a rotura do vácuo quando a BTS 22 estiver inactiva e exposta à pressão atmosférica por meio da unidade de contenção primária.

Um sensor de vácuo 32 comunica por meio de fluido com o espaço intersticial 18 e o orifício de sifão 28 para efectuar a amostragem e medição dos níveis de vácuo no referido espaço. O sensor de vácuo 32 pode ser um sensor analógico contínuo, um sensor digital discreto, um interruptor com sensor ou qualquer outro dispositivo configurado de modo a efectuar a amostragem do nível de vácuo no interior do espaço intersticial 18. O sensor de vácuo 32 pode ser isolado pela válvula de controlo 30 para impedir medições da pressão atmosférica (isto é, medições de vácuo zero) quando a BTS 22 estiver inactiva. Contudo, quando a BTS 22 estiver activa e a criar vácuo, a válvula de controlo 30 abre-se proporcionando uma conexão de fluido entre o sensor de vácuo 32, o espaço intersticial 18 e o 6 orifício de sifão 28. Deste modo, o sensor de vácuo 32 efectua uma amostragem e medição da variação do nível de vácuo no interior do espaço intersticial 18 criado pela BTS 22.

Além disto, o sensor de vácuo 32 pode estar ligado de modo a comunicar com uma unidade de controlo 34 dotada de um processador 36 e uma memória 38. A unidade de controlo 34 e a memória 38 recebem e armazenam dados de vácuo, informação sobre o sistema, dados de alarmes, etc., recebidos do sensor de vácuo 32 ou de qualquer outro componente controlado. As comunicações entre a unidade de controlo 34 e, por exemplo, o sensor de vácuo 32 e a válvula de controlo 30, podem ser implementadas usando qualquer ligação de comunicação desejada, como uma rede de área local por cabo, uma ligação de comunicação sem fios, uma ligação de comunicação directa ou uma ligação de comunicação ponto-a-ponto por cabo. O processador 36 pode executar uma rotina de controlo para dirigir a instalação e funcionamento do sistema de armazenamento subterrâneo 10. Em particular, a rotina de controlo pode estar escrita em qualquer linguagem de programação de controlo de processos ou linguagem informática como C++, Visual C++, Visual Basic, linguagem máquina e pode ser compilada (se necessário) e armazenada na memória 38. De modo geral, a rotina de controlo assegura a integridade do sistema de armazenamento subterrâneo 10 mediante a detecção de fugas não desejadas. Em particular, a rotina de controlo pode ser executada no processador 36 para automaticamente aprender as características de vácuo do espaço intersticial 18. Além disto, a rotina de controlo pode incluir sub-rotinas adicionais adaptadas para serem 7 executadas no processador 36 para monitorizar continuamente o nivel de vácuo no interior do espaço intersticial 18 em função do tempo.

Uma válvula de orifício de fuga 40 está ligada por meio de fluido à válvula de controlo 30, ao sensor de vácuo 32 e a um orifício de fuga 42 para proporcionar uma via de vácuo no espaço intersticial 18. A válvula de orifício de fuga 40 e o orifício de fuga 42 podem definir um conjunto amovível adaptado para ser desligado do espaço intersticial 18 quando já não for necessário para a instalação e funcionamento do sistema de armazenamento subterrâneo 10. A válvula de orifício de fuga 40 permite a criação automática ou manual de uma fuga calibrada ou controlada entre o espaço intersticial 18 e a pressão atmosférica existente para além do orifício de fuga 42. Uma fuga controlada deste modo resulta numa diminuição do nível de vácuo no interior do espaço intersticial. O sensor de vácuo 32, por sua vez, pode medir o nível de vácuo decrescente e comunicar os dados de nível de vácuo à rotina de controlo que está a ser executada na unidade de controlo 34 através da ligação de comunicação. A rotina de controlo pode, por sua vez, manipular os dados de nível de vácuo para definir uma ou mais características de vácuo do espaço intersticial 18. Em particular, a rotina de controlo pode determinar uma taxa de variação do nível de vácuo negativa com base nos dados de nível de vácuo decrescente causado pela introdução da fuga controlada na unidade de contenção secundária. Compreender-se-á que é possível definir, adicional ou alternativamente, outras características de vácuo como, por exemplo, uma taxa de variação do nível de vácuo positiva, ou o intervalo de tempo necessário para a evacuação total do espaço intersticial, com base nos dados de nivel de vácuo. 0 TAS 12 pode estar ligado a outros componentes do sistema de armazenamento subterrâneo 10. Em particular, o espaço intersticial 18 pode estar ligado por meio de fluido a um espaço intersticial secundário 48 de uma tubagem distribuidora 46 através de uma multiplicidade de orifícios de vácuo 44-44b. Em funcionamento, a tubagem distribuidora de parede dupla 46 pode fornecer a ligação de fluido entre o líquido 20 armazenado no interior do TAS 12 e 0 distribuidor 24. Deste modo , todo o sistema de armazenamento subterrâneo O \—1 incluindo o TAS 12 e a tubagem distribuidora 46, possui parede dupla e confere estanquicidade ao produto contra penetração e corrosão, que podem ocorrer em condições normais de funcionamento. A FIG. 2 representa um fluxograma geral de uma sub-rotina de auto-calibração ou de auto-aprendizagem 50 adaptada para aprender as características de vácuo do espaço intersticial 18. A sub-rotina de auto-aprendizagem 50 determina e armazena as características de vácuo com base, em parte, nas variações medidas do nível de vácuo em função do tempo. A sub-rotina de auto-aprendizagem 50 aprende as características de vácuo sem necessidade de determinar ou calcular o volume total do espaço intersticial 18, a capacidade de vácuo da BTS 22, a sensibilidade do sensor de vácuo 32, etc. Deste modo, a rotina de auto-aprendizagem 50 fornece um meio rápido e eficaz de calibrar e monitorizar o espaço intersticial 18 de qualquer volume ou complexidade conhecidos ou desconhecidos. Compreender-se-á que a rotina de auto-aprendizagem 50 pode actuar como rotina autónoma independente da rotina de controlo ou de outras subrotinas. 9

Contudo, a rotina de auto-aprendizagem 50 pode ser integrada com a rotina de controlo de modo a satisfazer os requisitos de calibração do sistema de armazenamento subterrâneo 10. A rotina de auto-aprendizagem 50 pode ser executada sempre que tiver sido satisfeito um critério predeterminado. Em particular, a rotina de auto-aprendizagem 50 pode ser executada manualmente como parte de um procedimento de manutenção programado regularmente, ou automaticamente, em resposta a uma alteração da configuração do sistema de armazenamento subterrâneo 10, como parte da instalação e configuração inicial do sistema de armazenamento subterrâneo 10, ou para compensar uma variação do nivel de vácuo com o tempo.

Um bloco 52 carrega os parâmetros iniciais e as condições predefinidas armazenados, que são necessários para executar a rotina de auto-aprendizagem 50 a partir da memória 38 (ver a FIG. 1) . Estes parâmetros iniciais e condições predefinidas podem incluir, entre outros, um nível de vácuo máximo desejado Pmáx, um nível de vácuo mínimo admissível Pmín, o fecho da válvula de controlo 30 e a calibração do sensor de vácuo 32.

Embora o nível de vácuo máximo desejado possa ser definido praticamente em qualquer valor, testes empíricos indicam que pode ser preferível um nível de vácuo de aproximadamente 10 pol. Hg (254 mm Hg), que representa um nível de vácuo realizável que facilmente se distingue da pressão atmosférica. De modo semelhante, o nível mínimo de vácuo admissível pode ser definido, por exemplo, em 2 pol. Hg (50,8 mm Hg). Caracteristicamente, o nível de 10 vácuo mínimo Pmín proporciona um valor ou limite inferior para identificar quando o nível de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18 estiver a decrescer para o valor da pressão atmosférica (isto é, aproximadamente 0 pol. Hg ou vácuo zero).

Um bloco 54 faz com que o sensor de vácuo 32 efectue a amostragem e medição do nível de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18. Tipicamente o sensor de vácuo 32 efectua a amostragem do nível de vácuo atual Pmed a intervalos de tempo regulares At durante o funcionamento da rotina de auto-aprendizagem 50. A memória 38 pode armazenar os dados de nível de vácuo que representam o nível de vácuo atual Pmáx numa base de dados históricos como nível de vácuo armazenado Parmz · O nível de vácuo armazenado Parmz pode ser permanentemente arquivado na base de dados históricos (isto é, guardado na base de dados) ou temporariamente armazenado para ser utilizado em cálculos, análises, etc. e, subsequentemente, apagado ou sobrescrito à medida que se for efectuando a amostragem e armazenamento de novos dados.

Um bloco 5 6 compara o nível de vácuo atual Pmed com a pressão atmosférica (isto é, vácuo zero) para definir uma linha base de vácuo antes da execução das restantes etapas da rotina de auto-aprendizagem 50. Quando se detecta um vácuo no espaço intersticial 18, um bloco 58 faz com que a válvula de controlo 30 e a válvula de orifício de fuga 40 se abram e descarreguem o vácuo detectado para a atmosfera. Um bloco 60 faz com que o sensor de vácuo 32 efectue a amostragem do nível de vácuo atual Pmed até ser detectada a pressão atmosférica. Quando o sensor de vácuo 32 detecta a pressão atmosférica, um bloco 62 fecha a válvula de controlo 30 e a válvula de orifício de fuga 40 para vedar e 11 isolar o espaço intersticial 18, como preparação para a execução da parte de um procedimento de evacuação da rotina de auto-aprendizagem 50.

Um bloco 64 inicia o procedimento de evacuação e a rotina de auto-aprendizagem 50 começa a aprender os dados de nivel de vácuo necessários para originar uma "curva ascendente" (um exemplo da qual está ilustrado na linha 102 da FIG. 3). Em particular, o bloco 64 activa a BTS 22 que, por sua vez, começa a evacuar o espaço intersticial 18 através do orifício de sifão 28. Um bloco 66 abre a válvula de controlo 30 para estabelecer comunicações de fluido entre a BTS 22, o espaço intersticial 18 e o sensor de vácuo 32. Caracteristicamente, a válvula de controlo 30 abre após um período de atraso igual ao intervalo de tempo necessário para o sensor de vácuo 32 detectar o vácuo criado pela BTS 22. Compreender-se-á que o período de atraso associado ao sensor de vácuo 32 pode ainda depender de factores como a sensibilidade do sensor de vácuo 32, a capacidade de vácuo da BTS 22 e o volume total do espaço intersticial 18.

Um bloco 68 faz com que o sensor de vácuo 32 efectue a amostragem e medição do nível de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18 no intervalo de tempo At. Um bloco 70 faz com que o processador 36 defina o nível de vácuo armazenado Parmz igual ao nível de vácuo atual Pmeci e armazene o resultante nível de vácuo armazenado Parmz na base de dados históricos criada na memória 38. Nesta altura, a curva de evacuação ou curva ascendente da taxa de variação do nível de vácuo no interior do espaço intersticial 18 pode ser calculada com base na diferença entre o nível de vácuo atual e o nível de vácuo armazenado ao longo de um intervalo de tempo fixo ou conhecido. Uma 12 taxa de variação da evacuação APevac pode ser representada matematicamente pela fórmula: 12 ΔΡ* = p, med

At A taxa de variação da evacuação APevac descreve o declive positivo ou crescente da curva de evacuação representativa de um aumento do nivel de vácuo no interior do espaço intersticial 18. Alternativamente, a curva de evacuação pode ser construída representando os valores do nivel de vácuo atual Pmeci e os valores do nivel de vácuo armazenado P armz amostrados durante o funcionamento da sub-rotina de auto-aprendizagem 50 em função do tempo.

Um bloco 72 compara o nivel de vácuo atual Pmed com um nivel de vácuo máximo desejado Pmáx. Se o nivel de vácuo atual for inferior ao nivel de vácuo máximo desejado, a rotina de auto-aprendizagem 50 entra num ciclo iterativo 74 e continua a efectuar a amostragem e armazenamento do nivel de vácuo atual Pmed até se atingir o nivel de vácuo máximo desejado. Contudo, quando o bloco 72 detecta que o nivel de vácuo atual excede o nivel de vácuo máximo desejado, um bloco 76 fecha a válvula de controlo 30.

Subsequentemente, um bloco 78 desactiva a BTS 22 e o procedimento de evacuação é terminado. Nesta altura, o espaço intersticial 18 é vedado e isolado pela válvula de controlo 30 e o nivel de vácuo atual Pmed permanece essencialmente constante no valor de nivel de vácuo máximo desejado Pmáx. 13

Um bloco 80 faz com que o sensor de vácuo 32 efectue a amostragem e medição do nível de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18 isolado em cada intervalo de tempo At. Prevê-se que o nível de vácuo atual Pmed permaneça no valor de nível de vácuo máximo desejado Pmáx p&ra um número fixo de intervalos de tempo. Além disto, a memória 38 pode armazenar o nível de vácuo atual Pmed/ que é igual ao nível de vácuo máximo desejado Pmáx, na memória 38 como nível de vácuo armazenado Parmz · Nesta altura, a taxa de variação do nível de vácuo no interior do espaço intersticial 18 é essencialmente zero. Por outras palavras, o nível de vácuo no interior do espaço intersticial isolado é constante. Uma variação positiva ou negativa do nível de vácuo durante este intervalo de tempo representa uma anomalia, tal como uma fuga, que desencadeará um alarme. Uma taxa de variação do nível de vácuo máximo APmâx pode ser representada matematicamente pela fórmula: 2^-Pmáx fined &armz 0 ãt A taxa de variação do nível de vácuo máximo APmáx representa a linha de declive zero correspondente ao nível de vácuo máximo desejado Pmáx- Compreender-se-á que a determinação da taxa de variação do nível de vácuo máximo APmâx é um cálculo opcional que pode ser realizado pela unidade de controlo 34.

Um bloco 82 inicia o procedimento de diminuição e a rotina de auto-aprendizagem 50 inicia a aprendizagem dos dados de nível de vácuo necessários para originar a "curva descendente" ou "curva de diminuição" (da qual se ilustra um exemplo na linha 106 da FIG. 3) . Em particular, a válvula de orifício de fuga 40 abre em resposta a um comando enviado pela rotina de controlo que está a ser 14 executada na unidade de controlo 34. Em funcionamento, a válvula de orifício de fuga 40, que pode ser uma válvula manual que requer a intervenção do operador para ser aberta, fornece uma via de fluido entre o nível de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18 e o nível de vácuo zero da atmosfera. Por outras palavras, a válvula de orifício de fuga 40 proporciona um meio de nivelamento entre o nível de vácuo alto no interior do espaço intersticial 18 e o nível de vácuo zero da atmosfera. A diminuição do nível de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18 causada pela fuga controlada proporciona um método para a caracterização do desempenho da unidade de contenção secundária na presença de uma fuga real não controlada.

Um bloco 84 faz com que o sensor de vácuo 32 efectue a amostragem e medição do nível de vácuo atual decrescente Pmed no interior do espaço intersticial 18 em cada intervalo de tempo At. Um bloco r 8 6 transmite a instrução para o processador 36 armazenar o nível de vácuo atual decrescente Pmed na memória 38 como nível de vácuo armazenado Parmz. Nesta altura, a curva de diminuição ou curva descendente da taxa de variação do nível de vácuo no interior do espaço intersticial 18 pode ser calculada com base na diferença entre o nível de vácuo armazenado Parmz e o nível de vácuo atual Pmed num intervalo de tempo fixo At. Uma taxa de variação da diminuição APdim pode ser representada matematicamente pela fórmula: AP dim — - P, med

At A taxa de variação da diminuição Pdim representa o declive negativo da curva de diminuição, que é a linha definida pelos valores decrescentes do nível de vácuo atual Pmed 15 medidos pelo sensor de vácuo 32 durante o procedimento de diminuição da rotina de auto-aprendizagem 50.

Um bloco 8 8 compara o nível de vácuo atual Pmed com um nível de vácuo mínimo desejado Pmín· Compreender-se-á que o nível de vácuo mínimo desejado Pmin pode ser definido no valor de vácuo zero (isto é, na pressão atmosférica) mas caracteristicamente será definido num valor mais alto para reduzir o tempo total de instalação do sistema. Por outras palavras, quanto mais próximo do valor da pressão atmosférica for definido o nível de vácuo mínimo desejado Pmin, tanto mais tempo demora o espaço intersticial 18 a igualar o vácuo. Se o nível de vácuo atual Pmed for superior ao nível de vácuo mínimo desejado Pmín, a rotina de auto-aprendizagem 50 entra num ciclo iterativo 90 e continua a efectuar a amostragem e armazenamento do nível de vácuo atual Pmed até o sensor de vácuo 32 detectar o nível de vácuo mínimo desejado Pmin no interior do espaço intersticial 18. Contudo, se no bloco 88 o nível de vácuo atual Pmed for inferior ao nível de vácuo mínimo desejado Pmint um bloco 92 faz com que a válvula de controlo 30 se feche. Nesta altura, o procedimento de diminuição da rotina de auto-aprendizagem 50 é terminado e as taxas de variação aprendidas APevac e Adim podem ser combinadas para originar a curva geral das características de vácuo indicada na FIG. 3. A FIG. 3 ilustra uma curva geral das características de vácuo 100 exemplificativa que representa as taxas de variação aprendidas APevac/ APdim e a taxa opcionalmente derivada APmáx, medida e derivada pelo funcionamento da rotina de auto-calibração 50. Como se indicou anteriormente, a linha 102 representa a taxa de variação da 16 evacuação aprendida APevac derivada durante a rotina de auto-aprendizagem 50 e, em particular, ilustra um aumento positivo do nivel de vácuo do espaço intersticial 18 em função do tempo. Em termos fisicos, a linha 102 representa o espaço intersticial 18 isolado ligado por meio de fluido à BTS 22 activa, através da válvula de controlo 30. Um tempo máximo Tmáx representa o intervalo de tempo necessário para a BTS 22 aumentar o nivel de vácuo atual no interior do espaço intersticial 18 até ao nivel de vácuo máximo desejado Pmáx.

Uma gama superior definida pela linha 102a e uma gama inferior definida pela linha 102b estabelecem a variação de nivel de vácuo permitida em relação à linha de valores aprendidos 102 durante o procedimento de evacuação. Quando o nivel de vácuo atual Pmed se desvia dos limites aceitáveis estabelecidos pela gama superior e pela gama inferior definidas pelas linhas 102a e 102b, pode ser activada uma sub-rotina de alarme. Por exemplo, a sub-rotina de alarme pode determinar que existe uma fuga no interior do espaço intersticial 18 quando o nivel de vácuo atual for considerado fora da gama superior e da gama inferior definidas pelas linhas 102a e 102b, ou se não tiver sido atingido o nivel de vácuo máximo desejado Pmáx no intervalo de tempo Tmáx.

Uma linha 104 representa o nivel de vácuo máximo desejado Pmáx e a taxa de variação do nivel de vácuo máximo aprendida hPmáx igual a zero (isto é, o vácuo é constante) . Em termos fisicos, a linha 104 representa o nivel de vácuo atual constante medido quando o interior do espaço intersticial 18 está vedado e isolado da BTS 22 e da válvula de orifício de fuga 40. O espaço intersticial isolado 18 assegura que o 17 nível de vácuo atual Pmed permanece praticamente constante no valor Pmáx durante o número fixo de intervalos de tempo.

Como descrito anteriormente, a linha 106 representa a taxa de variação de diminuição aprendida APdim derivada durante a rotina de auto-aprendizagem 50. A linha 106 ilustra uma diminuição do nível de vácuo medido no interior do espaço intersticial 18 em função do tempo. Em particular, a linha 106 corresponde a uma configuração do sistema na qual foi introduzida uma fuga controlada no sistema de armazenamento subterrâneo 10 e o nível de vácuo atual Pmed diminui à medida que o vácuo no interior do espaço intersticial 18 se iguala ao valor da pressão atmosférica (isto é, um nível de vácuo zero).

Como ilustrado na FIG. 3, define-se uma gama de permeação 108 por uma linha superior 108a e uma linha inferior 108b que se afastam da linha 106. A gama de permeação 108 representa, a título de exemplo, um perfil de vácuo para o espaço intersticial isolado 18 em função do tempo. Por outras palavras, em condições normais de funcionamento (por exemplo, funcionamento em condições estacionárias sem fugas ou outras variações) prevê-se que o nível de vácuo atual Pmed tenha um valor dentro da gama de permeação 108 definida pelas linhas 108a e 108b. A diminuição contínua de vácuo representada pela gama de permeação 108 é atribuível às propriedades de permeação natural do sistema de armazenamento subterrâneo 10, e não a fuga ou outra anomalia. Contudo, se o nível de vácuo atual Pmed ou a taxa de variação do nível de vácuo atual APatUai se desviarem da gama definida pelas linhas 108a e 108b (isto é, tiverem valores fora da gama de permeação 108) então pressupõe-se a existência de fuga ou de outra anomalia no interior do 18 espaço intersticial 18 e a sub-rotina de alarme pode ser activada. A FIG. 4 ilustra um fluxograma que descreve detalhadamente o funcionamento de uma rotina de monitorização 120 exemplificativa que utiliza a curva geral das caracteristicas de vácuo 100. Um bloco 122 faz com que o sensor de vácuo 32 efectue a amostragem e medição do nivel de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18. Um bloco 124 compara o nivel de vácuo atual Pmed com o nivel de vácuo minimo admissível Pmín (por exemplo, 51 mm (2 pol.) Hg ou vácuo zero) . Se o nível de vácuo atual Pmed for inferior ao nível de vácuo mínimo admissível Pmín, um bloco 126 activa a BTS 22 que então começa a evacuar o espaço intersticial 18, como indicado de modo geral pela curva de evacuação 102 ilustrada na FIG. 3.

Um bloco 128 faz com que a válvula de controlo 30 abra estabelecendo deste modo uma comunicação por meio de fluido entre a BTS 22, o espaço intersticial 18 e o sensor de vácuo 32. Caracteristicamente, a válvula de controlo 30 abre após um período de atraso igual ao intervalo de tempo necessário para o sensor de vácuo 32 detectar o vácuo criado pela BTS 22. Um bloco 130 envia uma instrução para o sensor de vácuo 32 para efectuar a amostragem e medição do nível de vácuo atual crescente Pmed no interior do espaço intersticial 18 em cada intervalo de tempo At. pode ser determinada com base na

Um bloco 132 compara uma taxa de variação do nível de vácuo atual Patuai com a taxa de variação da evacuação aprendida APevac r determinada durante a rotina de auto-aprendizagem 50. Compreender-se-á que a taxa de variação do nível de vácUO atual Patuai 19 diferença entre o nível de vácuo atual Pmed e os níveis de vácuo armazenados Parmz em função do tempo. Uma taxa de variação do nível de vácuo atual Patuai pode ser representada pela fórmula: ΔΡatual = Pmed Parmz

At

Se se determinar que a taxa de variação do nível de vácuo atual Patuai é inferior à taxa de variação da evacuação aprendida APeVac/ um bloco 134 pode activar a rotina de alarme. Contudo, se a taxa de variação do nível de vácuo atual APatuai for superior à taxa de variação da evacuação aprendida APevac/ um bloco 136 envia uma instrução para o processador 36 armazenar o nível de vácuo atual crescente Pmed na memória 38 como nível de vácuo armazenado Parmz ·

Um bloco 138 compara o nível de vácuo atual Pmed com um nível de vácuo máximo desejado Pmáx· Se o nível de vácuo atual Pmeci for inferior ao nível de vácuo máximo desejado

Pmáx, a rotina de monitorização 120 entra num ciclo iterativo 140 e continua a efectuar a amostragem e medição do nível de vácuo atual Pmed até ser detectado o nível de vácuo máximo desejado Pmáx· Contudo, se o nível de vácuo atual Pmed for superior ao nível de vácuo máximo desejado

Pmáx/ um bloco 142 faz com que a válvula de controlo 30 se feche.

Um bloco 144 desactiva a BTS 22 quando esta termina a evacuação do espaço intersticial 18 agora isolado. Assim, a rotina de monitorização 120 recarregou o nível de vácuo no interior do espaço intersticial 18. Em funcionamento, a evacuação ou aumento do nível de vácuo do espaço intersticial 18 prossegue ao longo da curva de vácuo da evacuação aprendida 102 e a rotina de monitorização 120 20 verifica continuamente que o nivel de vácuo atual Pmed permanece dentro da gama predefinida estabelecida pelas linhas 102a e 102b. Simultaneamente, o tempo necessário para recarregar o espaço intersticial 18 até ao nivel de vácuo máximo desejado Pmáx pode ser comparado com o tempo máximo Tmáx. Se o atual tempo de recarga for superior ao tempo máximo Tmax, pressupõe-se a existência de uma fuga ou de outra anomalia e a rotina de alarme 134 é activada.

Um bloco 146 reinicia a rotina de monitorização 120 de modo que o sensor de vácuo 32 efectue a amostragem e medição do nivel de vácuo atual Pmed no bloco 122. No bloco 124 o nivel de vácuo atual recentemente recarregado Pmed é comparado com o nivel de vácuo minimo admissível Pmin (por exemplo, 51 mm (2 pol. Hg) ou vácuo zero) . Uma vez que o nível de vácuo atual recentemente recarregado Pmed é superior ao nível de vácuo mínimo admissível Pmin, um bloco 148 compara a taxa de variação do nível de vácuo atual Patuai com a taxa de variação da diminuição aprendida APdim determinada durante a rotina de auto-aprendizagem 50.

Como se discutiu anteriormente, o espaço intersticial 18 está isolado e a rotina de monitorização 120 mede o nível de vácuo atual Pmed para determinar se a diminuição no nível de vácuo atual Pmed é atribuível às propriedades de permeação natural do sistema de armazenamento subterrâneo 10 ou a uma fuga. Além disso, a comparação entre a curva de vácuo aprendida e o nível de vácuo atual Pmed pode ser baseada na diferença entre a taxa de variação da diminuição APdim e a taxa de variação atual Patuai, ou simplesmente baseada na diferença entre o nível de vácuo atual Pmed e a própria curva de vácuo aprendida. 21

Um bloco 150 envia uma instrução ao processador 36 para armazenar o nivel de vácuo atual Pmed na memória 3 8 como nivel de vácuo armazenado Parmz. Nesta altura a rotina de monitorização 120 entra num ciclo iterativo 152 e continua a efectuar a amostragem e armazenamento do nivel de vácuo atual Pmed até ser detectado o nivel de vácuo minimo admissível Pmin, em cujo instante a BTS 22 é activada para evacuar o espaço intersticial 18.

De modo semelhante, a monitorização do nivel de vácuo durante a evacuação também pode ser utilizada para monitorizar problemas. O sistema usa a taxa de variação da evacuação aprendida APevac, ou a curva ascendente, como ilustrado pela linha 102 (Fig. 3), para determinar se ocorreu entrada de liquido no interior da unidade de contenção secundária. Isto é realizado comparando a curva ascendente aprendida armazenada na memória com a curva ascendente atualmente medida. Se o declive da curva ascendente atualmente medida for superior ao declive da curva ascendente aprendida e a diferença for um factor limite que exceda o definido pela linha 102a (Fig. 3) (isto é, o tempo de evacuação do espaço de contenção foi suficientemente menor do que o inicialmente aprendido) então suspeita-se que entrou liquido no espaço de contenção secundária. Isto deve-se ao facto de a entrada de liquido ter efectivamente reduzido a área de contenção disponivel para o vácuo. Adicionalmente, se o declive da curva ascendente atualmente medida for inferior ao declive da curva ascendente aprendida e a diferença for um factor limite que exceda o definido pela linha 102b (Fig. 3) (isto é, o tempo de evacuação do espaço de contenção foi suficientemente maior do que o inicialmente aprendido) então é possível que exista uma fuga na linha de aspiração 22 do vácuo, permitindo a entrada de fluido. Em qualquer dos casos (um declive atualmente medido que é suficientemente superior ou suficientemente inferior ao declive aprendido) desencadeará um alarme. Assim, não é necessária uma câmara de recolha fisica de liquido e um sensor de liquido, o que reduz os custos e a complexidade do sistema.

Embora as formas de realização descritas neste documento tenham sido dirigidas para medidas e análise do nivel de vácuo, compreender-se-á que poderá ser utilizado o valor de uma sobrepressão no interior do espaço intersticial 18 para fornecer um gradiente de pressão adequado para ser medido pela rotina de auto-aprendizagem 50 e monitorizado pela rotina de monitorização 120. Compreender-se-á ainda que o nivel de vácuo atual Pmeci e as taxas de variação calculadas podem ser determinadas manualmente. Por exemplo, instruções manuais podem dirigir a unidade de controlo 34 para esta efectuar a amostragem e armazenamento do nivel de vácuo atual Pmed no interior do espaço intersticial 18. Além disto, um operador pode utilizar as fórmulas das taxas de variação e os conceitos discutidos acima juntamente com os niveis de vácuo armazenado Parmz para calcular manualmente as taxas de variação desejadas.

Lisboa, 20 de Novembro de 2012

Claims (2)

1 REIVINDICAÇÕES 1 Um sistema de armazenamento subterrâneo (10) compreendendo: uma unidade de contenção primária (16); uma unidade de contenção secundária (14) preparada para conter de modo estanque a unidade de contenção primária (16) ; um sistema de vácuo (22) incluindo uma linha de vácuo, o sistema de vácuo (22) sendo concebido para aplicar periodicamente um vácuo à unidade de contenção secundária (14) ; um sistema de detecção de fugas que inclui um circuito de sensores (32) para determinar uma taxa de variação da pressão de vácuo na unidade de contenção secundária (14) , em que o sistema de detecção de fugas está ligado por meio de fluido à unidade de contenção secundária (14) e está adaptado para obter informação sobre uma taxa de variação de vácuo da unidade de contenção secundária (14) quando a linha de vácuo está isenta de liquido, à medida que o sistema de vácuo (22) aplicar o vácuo; e em que o sistema de detecção de fugas está adaptado para detetar a presença de um liquido na linha de vácuo, se a taxa de variação da pressão de vácuo determinada na unidade de contenção secundária (14) for inferior à taxa de variação de vácuo obtida da unidade de contenção secundária (14) em uma quantidade limiar.

2 Para uma unidade de contenção secundária (14) preparada para conter de modo estanque uma unidade de contenção primária (16) e incluindo um sistema de vácuo (22) tendo uma linha de vácuo, o sistema de vácuo (22) sendo concebido para evacuar a unidade de contenção 2 secundária (14), um método para monitorizar o liquido na linha de vácuo, o método compreendendo: a criação de uma taxa de variação de nivel de vácuo obtida em resposta a uma primeira evacuação da unidade de contenção secundária (14) quando a linha de vácuo está vazia de líquido; a determinação de uma segunda taxa de variação de nível de vácuo no interior da unidade de contenção secundária (14) em resposta a uma segunda evacuação da unidade de contenção secundária (14); a comparação da taxa de variação de nível de vácuo obtida com a segunda taxa de variação de nível de vácuo; e a activação de um alarme se a segunda taxa de variação de nível de vácuo for inferior à taxa de variação de nível de vácuo obtida, para além de uma quantidade limiar. Lisboa, 20 de Novembro de 2012