PT2635875T - Um sistema de monitorização de integridade e um método de monitorizar a integridade de uma estrutura estacionária - Google Patents

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DESCRIÇÃO "UM SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO DE INTEGRIDADE E UM MÉTODO DE MONITORIZAR A INTEGRIDADE DE UMA ESTRUTURA ESTACIONÁRIA"

DOMÍNIO TÉCNICO A invenção diz respeito a um sistema de monitorização de integridade para monitorizar a integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária em mar alto ou em terra, tal como uma conduta ou um cabo de energia. A invenção também se refere a um método de monitorização de integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária.

TECNOLOGIA ANTECEDENTE É bem conhecido a utilização de sensores acústicos para monitorizar condutas, ou seja, para observar uma quebra de continuidade de cabo condutor ou semelhante. Um exemplo de tal sistema de monitorização é por exemplo descrito no documento de patenete US 6.082.193. Este sistema de monitorização compreende um arranjo matricial de sensores acústicos espaçados ao longo de um cabo e estendidos numa tubagem de betão cheia de fluido. Os sensores são monitorizados para encontrar anomalias acústicas, particularmente anomalias resultantes da quebra de continuidade de um cabo de reforço para o betão. A localização das quebras de continuidade de cabo podem ser encontradas a partir dos dados coligidos.

Os sistemas de monitorização acústica também têm sido aplicados no mar alto. 0 documento de patente US 7.751.977 descreve um sistema para evitar a colisão entre um barco e uma estrutura construída pelo homem, onde é conectado ou colocado um sensor acústico próximo à estrutura construída pelo homem. Os dados medidos pelo sensor acústico são transmitidos em modo de sem fios ao barco. 0 documento de patente WO 03/100453 descreve um sistema de monitorização acústica com um número de hidrofones (microfones detectores de som debaixo de água). Mediante a ajuda de medições acústicas o sistema pode descobrir desequilíbrios, vibrações e derramamentos. O documento de patente US 2009/0132183 descreve uma técnica para monitorizar uma tubagem funcionalmente conectada a uma fibra óptica. A fibra óptica pode, por exemplo, combinar a observância de retrodispersão de Brillouin com o ruído coerente de Rayleigh. O documento de patente EP 2006 654 descreve vários métodos para a detecção de fugas de sensores acústicos de condutas de transmissão e distribuição utilizando hidrofones.

Em muitas situações, os sistemas de sensores acústicos da anterior tecnologia funcionam bem. No entanto, em geral há uma necessidade de um sistema de monitorização melhorado para monitorizar a integridade de uma estrutura estacionária e em particular para a monitorização da integridade de estruturas estacionárias que devem permanecer em posição durante um longo período de tempo, tal como por vários anos. 0 documento de patente GB 2462096 A divulga um aparelho para monitorizar um medidor de inspeção de tubagem (pig = "pipeline inspection gauge") numa tubagem. O processo de monitorização é levado a cabo pela instalação de um suporte de sensor compreendendo uma multiplicidade de sensores acústicos ao longo da tubagem. Os sensores acústicos detectam sinais causados pelo medidor de inspeção de tubagem ou proporcionados por um transdutor de bordo e transmitem os sinais para um dispositivo de processamento de sinal e dispositivo de interpretação de dados para determinar a informação sobre o estado e progresso da conduta com base na assinatura acústica da passagem do medidor de inspeção de tubagem através da conduta. O documento de patente CA 2270066 Al divulga um detector de queda de rochas na via-férrea. O detector utiliza sensores acústicos que detectam vibrações, por exemplo, quando uma rocha cai perto da via-férrea, e os sinais são transmitidos para uma unidade de processamento de sinal acústico. No entanto, o detector inclui um banco de sinais acústicos no qual são armazenados os sinais originados a partir de diferentes ocorrências. Quando é recebido um sinal acústico, ele é comparado com os sinais armazenados no banco de sinais acústicos, e no caso de o sinal indicar que apareceu uma situação perigosa, tal como uma queda de rocha, é enviado um aviso para um receptor relevante. 0 detector recebe sinais a partir de sensores acústicos indicando que apareceu uma ocorrência, os sinais são processados na unidade de processamento de sinal acústico, a qual determinará eventualmente a natureza da ocorrência e se dois ou mais sensores detectam a ocorrência e simultaneamente transmitem os sinais, também pode ser determinada a posição da ocorrência. 0 documento de patente US 2007/0210929 divulga um método para mapear as infra-estruturas subterrâneas, tais como tubagens. O método utiliza sensores sem fios que estão localizados na vizinhança da infra-estrutura subterrânea. O método pode calcular a separação relativa do equipamento de construção e da infra-estrutura subterrânea utilizando dados provenientes dos sensores. O equipamento de construção pode também compreender dispositivos sem fios, tais como sensores de áudio ou sensores de movimento, os quais podem ser utilizados para aviso prévio

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO 0 objectivo da invenção é o de proporcionar um sistema de monitorização de integridade para monitorizar a integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária, cujo sistema de monitorização de integridade proporciona uma elevada segurança para a estrutura estacionária e cujo sistema de monitorização de integridade pode ser proporcionado simultaneamente em condições de relativamente baixo custo comparado com seu elevado efeito benéfico. 0 objectivo acima é alcançado através do sistema e método das reivindicações independentes.

Outras vantagens da invenção e de seus modelos de realização tornar-se-ão claras a partir das reivindicações dependentes assim como da descrição, exemplos e desenhos que se seguem.

Deve enfatizar-se que o termo "compreende/compreendendo" quando aqui utilizado é para ser interpretado como um termo aberto, isto é, deve ser tomado para especificar a presença de caracteristicas especificamente estabelecidas, tais como elemento(s), unidade(s), número(s) inteiro(s), componente(s) de etapa(s) e combinação(ões) destes, mas não impossibilita a presença ou adição de uma ou de mais outras características estabelecidas.

Todas as caracteristicas da invenção incluindo intervalos e intervalos preferidos podem ser combinadas de várias maneiras dentro do âmbito de focagem da invenção, a menos que existam razões especificas para não fazer a combinação de tais caracteristicas.

Uma caracteristica nuclear do sistema de monitorização de integridade da invenção é que o sistema de monitorização de integridade está disposto em arranjo para obter dados ou é capaz de obter dados, de pelo menos duas fontes diferentes e de combinar e/ou comparar estes dados. A monitorização da integridade pode assim, de uma maneira muito simples, ser muito fiável.

Para além disso, o sistema de monitorização de integridade pode ser proporcionado e operado de uma forma economicamente atractiva para monitorizar pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária. 0 termo "estrutura estacionária" é aqui utilizado para significar qualquer estrutura sólida que, numa condição não danificada, seja mantida numa posição geralmente estacionária, opcionalmente sujeita a movimentos limitados devido a influências ambientais naturais, por exemplo por vento e/ou água. Se por exemplo a estrutura estacionária é uma estrutura submarina que muda no fundo do mar, por exemplo, por movimentação de sedimentos, por exemplo, dunas de areia podem, num exemplo, conduzir à livre inundação da estrutura estacionária, por exemplo, quando as vibrações são induzidas por correntes subaquáticas. Exemplos adicionais de estruturas estacionárias são dadas em baixo.

No que se segue o termo "estrutura estacionária" compreende a totalidade ou uma parte da estrutura estacionária, a menos que outra seja especificamente estabelecida. 0 sistema de monitorização de integridade da invenção para monitorizar a integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária compreende pelo menos - um sensor de vibração; - um computador; - meios de transmissão para transmitir dados de vibração a partir do sensor de vibração para o computador; e - meios para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo.

Deve notar-se que o sistema de monitorização de integridade pode compreender elementos e/ou funções adicionais como descrito em baixo.

Para além disso, deve notar-se que o computador pode ser integrado em quaisquer outros elementos do sistema de monitorização de integridade, por exemplo o computador ou uma parte dele pode ser integrado com o sensor de vibração. 0 computador pode ser qualquer tipo de dispositivo de computação ou parte de um dispositivo. Um computador é aqui definido como um dispositivo que é capaz de computar dados. Por outras palavras, o computador pode receber dados e pode ser programado para efectuar cálculos utilizando os dados recebidos. 0 computador pode ser uma máquina programável que pode receber dados de entrada, manipular os dados e proporcionar uma saída num formato útil. Uma memória é geralmente uma parte integrada do computador ou está em comunicação de dados com um computador. 0 computador funciona de preferência utilizando um sistema(s) de funcionamento digital, e de preferência utiliza tecnologia de circuitos integrados e compreende microprocessadores. Na maioria das situações, é preferido que o computador seja ou constitua um PC ou uma parte dele em que um ou mais elementos de computação podem ser incorporados dentro de um outro elemento ou outros elementos do sistema, por exemplo, sendo incorporado em tais outro(s) elemento(s). "Dados" quer significar qualquer tipo de dados, mas na maioria das situações estarão na forma de sinal de dados digital ou sinal de dados analógico ou uma combinação, por exemplo, convertidos utilizando uma placa gráfica ou outros elementos de conversão de dados. "Posição como uma função de dados de tempo" também será referida como "posição (h)" e quer significar uma posição física num dado instante de tempo. A posição pode ser em relação à estrutura submarina ou em coordenadas geográficas. 0 tempo pode estar na forma de tempo passado a partir de um ponto de partida conhecido (por exemplo, seleccionado) ou pode estar num tempo padrão tal como o tempo padrão náutico ou UTC (Coordinated Universal Time) (Tempo Universal Coordenado) ou outros fusos horários padrão. "Monitorização de integridade" quer significar que a monitorização é pelo menos capaz de detectar se a parte da estrutura submarina a ser monitorizada está danificada com gravidade, tal como uma deteriorização que cria obstáculo ao seu normal funcionamento. De preferência, a monitorização de integridade é suficientemente sensível para monitorizar mesmo os danos menores na estrutura submarina ou mesmo prevenir danos por via de parâmetro de monitorização que indique um risco aumentado de danos da estrutura submarina. "Vibrações" devem aqui ser entendidas como querendo significar as vibrações de qualquer comprimento de onda, mas em particular, vibrações acústicas, as quais devem aqui ser interpretadas como ondas mecânicas em líquidos, e opcionalmente em sólidos. 0 sistema de monitorização de integridade compreende pelo menos um sensor de vibração para detectar vibração em função do tempo, um computador, meios de transmissão para transmitir dados de vibração provenientes do sensor de vibração para o computador, meios para obter e transmitir a posição em função dados de tempo de um objecto movível que compreenda um transmissor para o computador quando o objecto movível está numa distância seleccionada para um sítio de monitorização, em que o sítio de monitorização compreende a parte da estrutura estacionária e o sensor de vibração está disposto em arranjo para detectar vibrações em função do tempo dentro do sítio de monitorização, o computador compreende hardware e software para comparar a vibração em função de dados de tempo com a posição em função de dados de tempo. 0 objecto movível pode em princípio, ser qualquer tipo de objecto movível que compreende um transmissor de tal modo que a sua posição como uma função de dados de tempo possa ser transmitida directamente ao computador, ou através de um ou mais outros elementos, por exemplo, compreendendo um satélite, a própria Internet ou mais transmissões em modo de sem fios, os elementos de posição global ou outros elementos de transmissão. 0 objecto movível pode, por exemplo, ser um veículo, um avião, uma ferramenta motorizada ou um barco.

Mais exemplos serão proporcionados em baixo.

Num modelo de realização, a estrutura estacionária é uma estrutura essencialmente fixa, tal como uma estrutura aplicada de forma estacionária e/ou colocada sobre o solo e/ou no fundo do mar e/ou enterrada e/ou uma estrutura estacionária em trincheiras. "Essencialmente fixa" quer significar que a estrutura estacionária não está activamente sujeita a movimentos, isto é, não está conectada uma unidade motorizada ou que a compreenda. Preferencialmente, a estrutura submarina essencialmente fixa não é sujeita a movimentos para além de uma distância de + ou - cerca de 20 m, mais preferencialmente a estrutura submarina essencialmente fixa não é sujeita a movimentos para além de uma distância de + ou cerca de 10 m, ainda mais preferencialmente a estrutura submarina essencialmente fixa é no máximo sujeita a movimentos até uma distância de + ou cerca de 5 m. A fixação pode, por exemplo ser proporcionada por uma estrutura de ancoragem ou de âncora, um ou mais sistemas de parafusos/porcas ou outros elementos de fixação que limitem ou obstruam os movimentos da estrutura estacionária.

Num exemplo, a estrutura essencialmente fixa é sujeita a movimentos passivos proporcionados por influências não estruturadas provenientes do ambiente, por exemplo, proporcionados directa ou indirectamente pela influência do vento ou da água.

Num modelo de realização em que a estrutura estacionária é uma estrutura essencialmente fixa, a estrutura é aplicada de maneira estacionária por ser uma estrutura submarina colocada sobre o fundo do mar ou enterrada e/ou uma estrutura submarina submersa ou por ser uma estrutura não submarina enterrada. "Uma estrutura submarina" quer aqui significar uma estrutura ou a parte de uma estrutura que está disposta em arranjo abaixo da superfície do mar, de tal modo que pelo menos a parte da estrutura submarina a ser monitorizada quanto à sua integridade está aplicada abaixo da superfície do mar. "Uma estrutura não submarina" quer aqui significar uma estrutura ou a parte de uma estrutura que não é uma estrutura submarina tal como acima definida, de tal modo que pelo menos a parte da estrutura não submarina a ser monitorizada relativamente à sua integridade é aplicada acima da superfície do mar.

Consequentemente, uma estrutura estacionária tanto pode compreender uma estrutura submarina como uma estrutura não submarina se uma parte da estrutura estacionária que deve ser monitorizada quanto à sua integridade estiver acima da superfície do mar e a outra parte da estrutura estacionária que deve ser monitorizada quanto à sua integridade está abaixo da superficie do mar. 0 termo "trincheira" é utilizado para especificar que a estrutura submarina é aplicada numa vala, mas não completamente coberta com sedimento. 0 termo "enterrado" é utilizado para especificar que a estrutura estacionária, por exemplo, a estrutura submarina é totalmente coberta com sedimentos, areia, pedra, betão e/ou asfalto. 0 termo "sedimento" quer significar qualquer material sólido que foi ou está a ser objecto de erosão, transportado e depositado. 0 termo "material de cobertura" é um nome comum para o material que cobre ou pode cobrir a estrutura estacionária e inclui sedimentos, areia, pedra, betão e/ou asfalto. A fim de obter um beneficio substancial a partir da aplicação de um sistema de monitorização de integridade da invenção, a estrutura estacionária pode ser preferencialmente uma estrutura a qual está pelo menos parcialmente em risco de ser danificada por um objecto movivel ou uma parte da mesma ou uma parte conectada ou movivel com o objecto movivel.

Para além disso, a estrutura estacionária pode estar parcial ou totalmente oculta da monitorização visual ou pode ter pelo menos uma dimensão grande que pode tornar difícil ou dispendioso a monitorização de um modo visual.

Num exemplo, a estrutura estacionária é uma estrutura alongada com uma dimensão de comprimento que é pelo menos cerca de 100 vezes a sua maior dimensão determinada perpendicular à sua dimensão de comprimento. A estrutura estacionária pode preferencialmente ter um comprimento de pelo menos cerca de 10 m, tal como pelo menos cerca de 100 m. O sistema de monitorização de integridade é particularmente benéfico na situação em que a estrutura estacionária é ou compreende um cabo, uma conduta e/ou uma fibra óptica.

Cabos, condutas, fibras ópticas e as suas combinações são muitas vezes bastante longos, difíceis ou dispendiosos de monitorizar de um modo visual e podem, em muitas situações, ser sujeitos a danos por movimentação de partes tais como objectos em movimento ou uma parte deles, ou uma parte conectada ou movível com o objecto movível. O sistema de monitorização de integridade da invenção proporciona, em particular, uma solução benéfica para a monitorização de cabos, condutas, fibras ópticas e/ou combinações ou partes destes.

Num modelo de realização a estrutura estacionária opcionalmente é ou compreende um molho agrupado de cabos.

Um molho agrupado de cabos consiste em dois ou mais tipos diferentes de cabos, condutas e/ou fibras. Podem estar mais ou menos integrados uns com os outros, por exemplo, sendo agrupados uns com os outros pelo menos em duas ou mais posições ao longo do seu comprimento ou podem ser completamente integrados, por exemplo, numa conduta, numa camada de cobertura exterior de ligação ou semelhante.

Num exemplo em que a estrutura estacionária é uma estrutura submarina, a estrutura submarina é uma linha de fluxo aplicada numa direcção essencialmente horizontal.

Num exemplo em que a estrutura estacionária é uma estrutura submarina, a estrutura submarina é uma coluna vertical aplicada numa direcção essencialmente vertical. Tais estruturas submarinas são bem conhecidas na tecnologia e não serão aqui descritas com mais detalhes.

Num exemplo, a estrutura estacionária é uma estrutura estacionária de transferência, tal como uma estrutura estacionária capaz de transmitir energia e/ou ondas electromagnéticas e/ou uma estrutura estacionária capaz de transportar um meio fluido tal como um fluido, por exemplo um fluido hidrocarbonado e/ou água.

Ondas electromagnéticas significam radiação electromagnética com qualquer frequência de onda(s). As ondas electromagnéticas podem ser, por exemplo, ondas de rádio, microondas, radiação infravermelha, luz visível, radiação ultravioleta, raios X e raios gama. As ondas electromagnéticas podem ter preferencialmente comprimentos de onda de cerca de 10 nm ou mais. Para fibras ópticas, o comprimento de onda será normalmente de cerca de 10 nm a cerca de 2000 nm, e preferencialmente dentro de 400 nm a 1600 nm. Num exemplo, o comprimento de onda pode ser preferencialmente de ondas de rádio (desde cerca de lm e mais) ou microondas (desde cerca de 1 m até cerca de 1 mm). A monitorização da integridade de uma estrutura estacionária de transferência proporciona uma segurança importante e pode mesmo resultar na prevenção de danos devido a fugas e derramamento de hidrocarbonetos e/ou perdas de gás, de água ou energia de abastecimento que pode ser dispendiosa, por exemplo a fábricas, hospitais e outros e/ou causar incómodo para as famílias comuns. Devido ao sistema de monitorização de integridade da invenção, os danos podem ser previstos e a estrutura estacionária de transferência pode ser desconectada e/ou substituída antes de uma explosão total da estrutura estacionária de transferência. O sistema de monitorização de integridade pode, num exemplo, proporcionar a opção de reparação, de uma estrutura estacionária de transferência ligeiramente danificada, para impedir a explosão da mesma e assim prolongar o tempo de vida da estrutura estacionária de transferência.

Num modelo de realização, a estrutura estacionária compreende um cabo, tal como um sinal e/ou um cabo de transmissão de energia, preferencialmente seleccionado a partir de um cabo de energia eléctrica de alta tensão (acima de cerca de 72 kV, por exemplo até cerca de 550 kV ou mesmo mais elevada) , um cabo de energia eléctrica de média tensão (cerca de 10 a 72kKV) , um cabo supercondutor, um cabo de fibra óptica e/ou um cabo de comunicações.

Num modelo de realização a estrutura estacionária compreende uma conduta, tal como uma conduta para transportar fluidos, tal como a água, o gás e/ou hidrocarbonetos, por exemplo o crude.

Consequentemente, a prevenção do derrame de fluidos pode ser proporcionada como resultado do sistema de monitorização de integridade da invenção. O sensor de vibração pode, em principio, ser qualquer espécie de sensor que tenha uma sensibilidade suficiente para detectar vibrações para proporcionar uma monitorização de integridade da estrutura estacionária ou a parte da mesma a ser monitorizada. Os sensores de vibração são geralmente conhecidos de um especialista com competência na tecnologia e o especialista será capaz de encontrar um sensor de vibração adequado ou sensores para um dado sistema de monitorização de integridade, por exemplo contactando um produtor de sensores de vibração.

Na selecção do(s) sensor(es) de vibração o especialista com competência na tecnologia pode, por exemplo, considerar a sensibilidade do sensor de vibração, por exemplo para diferentes tipos de vibrações/ruido, o custo do sensor de vibração, o tempo de vida previsto do sensor de vibração, a precisão do sensor de vibração, bem como o seu tamanho e as possíveis maneiras de se conseguir a saída a partir do sensor de vibração.

Exemplos de sensores preferidos, por exemplo para determinadas aplicações do sistema de monitorização de integridade são proporcionados em baixo.

Num modelo de realização o sensor de vibração é um sensor acústico. Os sensores acústicos são geralmente conhecidos na tecnologia e são utilizados para muitas aplicações diferentes. 0 sensor de vibração pode de preferência compreender um microfone, um hidrofone, um sismómetro e/ou um sensor acústico de fibra óptica.

Num exemplo, o sensor de vibração funciona continuamente e pode ser obtido, continuamente ao longo do tempo, um sinal de saída. Muitos tipos de sensores de vibração são adequados para tal funcionamento contínuo, mas também pode ser aplicado um certo nível de db seleccionado para funcionar em intervalos pré-determinados, em consequência do impacto e/ou em consequência das vibrações acima.

Num exemplo, o sensor de vibração funciona para intervalos pré-determinados.

Num exemplo, o sistema de controlo de integridade compreende uma função de regulação para regular o funcionamento do sensor de vibração. A função de regulação pode ser, por exemplo, um mecanismo de regulação automática, semi-automática ou regulável aplicado para regular a actividade e/ou a sensibilidade do sensor de vibração.

Para poupar energia (por exemplo, energia da bateria) a função de regulação pode, num exemplo, ser regulada automaticamente em relação à actividade. Na maioria das situações, no entanto, um modo de economia de energia não faria muito sentido, nomeadamente em situações onde todos os componentes activos são colocados em terra e nenhum sistema baseado em bateria está envolvido. Geralmente a quantidade necessária de energia é relativamente baixa mesmo sem um modo de poupança de energia.

Num exemplo, a função de regulação é um mecanismo de regulação automática ou semi-automática, que regula a sensibilidade do sensor de vibração. Geralmente, o ruido no ambiente em torno da estrutura estacionária e também dentro do local de monitorização não será constante ao longo do tempo e não será homogéneo ao longo de toda a estrutura estacionária. De modo a ter uma sensibilidade adequada, é portanto benéfico se o sensor de vibração compreender tal mecanismo de regulação automática ou semi-automática para filtrar o ruido. 0 mecanismo de regulação automática ou semi-automática pode, por exemplo, compreender um controlo de ganho de tempo e de alcance para tomar em conta quanto a alterações nos níveis de ruído de fundo ao longo da estrutura estacionária e/ou ao longo do tempo.

Para uma aumentada segurança, o sistema de monitorização de integridade pode, num exemplo, compreender um ou mais sensores de vibração redundantes. Este/estes um ou mais sensores de vibração redundantes podem ser aplicados para substituir sensores de vibração com mau funcionamento e/ou para testar sensores de vibração activos, por exemplo para calibrar um sensor de vibração activo. 0 sensor ou os sensores redundantes podem ser iguais ou diferentes do(s) sensor(es) de vibração que deve/devem substituir e/ou testar. Geralmente, é mais simples se o sensor ou os sensores redundantes for/forem seleccionados para serem essencialmente iguais ou pelo menos de tipo semelhante ao(s) sensor (es) de vibração que o sensor ou sensores redundantes supostamente substituem e/ou testam. Num exemplo, o sensor ou os sensores redundantes é/são seleccionados para serem de uma qualidade mais baixa do que a do(s) sensor (es) de vibração que é suposto o(s) sensor(es) redundante(s) deverem substituir e são meramente adaptados para serem utilizados enquanto o(s) sensor(es) de vibração estiver(em) a ser substituído(s). 0 sensor ou sensores redundantes podem ser preferencialmente colocados imediatamente adjacentes ao (s) sensor(es) de vibração que estão adaptados para substituir e/ou testar.

Num exemplo, o sensor ou os sensores redundantes é/são colocados a uma distância a partir do(s) sensor (es) de vibração que estão adaptados para substituir e/ou testar.

Se, por exemplo, o sensor de vibração é um sensor de vibração integrado, o sensor de vibração redundante pode ser um sensor de vibração não integrado. 0 sensor de vibração pode, em princípio, ser colocado em qualquer lugar em relação à estrutura estacionária, desde que seja capaz de detectar vibrações no interior do local de monitorização compreendendo pelo menos a parte da estrutura estacionária a ser monitorizada. 0 local ideal para o(s) sensor(es) de vibração depende, em grande parte, do tipo de estrutura estacionária a ser monitorizada e onde a monitorização deverá ser efectuada. Para além disso, algumas disposições de arranjo do(s) sensor(es) de vibração mostraram proporcionar benefícios adicionais como mais adiante será explicado.

Num exemplo, o sistema compreende um sensor de vibração que está disposto em arranjo em contacto directo com a estrutura estacionária para monitorizar as vibrações da própria estrutura estacionária. Em ambientes relativamente ruidosos pode ser muito benéfico dispor em arranjo o sensor de vibração em contacto directo com a estrutura estacionária para monitorizar as vibrações da própria estrutura estacionária. Deste modo, pode ser mais simples fazer a filtragem do ruído e poder ser obtida uma monitorização de integridade mais correcta da estrutura estacionária. Para além disso, em situações em que o sensor de vibração pode ele mesmo estar muito exposto a danos, o sensor de vibração pode ser protegido por estar em contacto directo, por exemplo, por estarem integrados dentro da estrutura estacionária.

Num exemplo, o sistema compreende um sensor de vibração que está disposto em arranjo de modo a não estar em contacto directo com a estrutura estacionária. Este exemplo pode ter o benefício adicional de que pode ser obtida uma determinação muito precisa entre a estrutura estacionária e o objecto movível. Por exemplo, o sistema de monitorização de integridade pode ser disposto em arranjo de modo a iniciar-se um alarme se um objecto movivel passar por um sensor de vibração. Se, por exemplo, a estrutura estacionária é uma conduta de água enterrada e o sensor está acima enterrado, por exemplo, 10 cm acima da conduta de água e o objecto em movimento é uma ferramenta de perfuração, pode ser emitido um aviso se a broca de manobra se aproximar demasiado da conduta de água, evitando ainda que se emitam avisos falsos apenas porque a ferramenta de perfuração está perto da conduta de água.

Num modelo de realização o sensor de vibração compreende pelo menos um hidrofone, tal como um hidrofone eléctrico convencional ou um hidrofone em fibra de laser. Isto é particularmente benéfico numa situação em que o sensor de vibração funcione num ambiente molhado ou húmido, por exemplo, no ambiente de mar alto.

Um hidrofone será aplicado em particular para sistemas em mar alto onde a estrutura estacionária é uma estrutura submarina. Um hidrofone é um sensor de ponto.

Tais sensores são bem conhecidos na tecnologia e não serão neste documento descritos com maior detalhe. Num exemplo, o hidrofone é um hidrofone em fibra de laser.

Tal hidrofone em fibra de laser permite um cabo (conexão) de sinal óptico muito longo. Mas ainda é um sensor de ponto. Exemplos de hidrófones úteis são por exemplo descritos nos documentos de patente US 5,227,624, US 4.536.861, US 4.841.192, US 4.958.329 e US 5.136.549.

Num modelo de realização o sensor de vibração é um sensor de vibração distribuído.

Um sensor distribuído, tal como um sensor de fibra, proporciona a vantagem de que um longo alcance, por exemplo, tal como 1 km ou mais longe, por exemplo, mesmo até várias centenas de quilómetros, tais como 5 a 100 km ou 10 a 50 km, pode ser monitorizado com um sensor.

Em conformidade, um sensor de vibração distribuído é muito benéfico para ser utilizado no sistema de monitorização de integridade na situação em que a estrutura estacionária a ser monitorizada é relativamente longa. O processamento dos dados obtidos por um sensor de vibração distribuído pode, contudo, requerer uma programação complexa do computador. No entanto, o software para tal processamento de dados está disponível e pode -sem ónus indevido - ser seleccionado por um especialista competente. Muitas vezes, o software necessário para um determinado sensor de vibração distribuído é vendido em conjunto com o sensor de vibração distribuído.

Num modelo de realização o sensor de vibração compreende um sensor de fibra óptica, o sensor de fibra óptica é de preferência disposto em arranjo para funcionar por efeito de retrodispersão, tal como a Retrodispersão de Brillouin, a Retrodispersão de Raman ou a Retrodispersão Rayleigh.

Num exemplo, o sensor óptico funciona utilizando as propriedades de polarização da fibra óptica, de preferência tal que as propriedades de polarização do sinal retrodisperso são utilizadas para detectar deformações da fibra, se existirem (por exemplo, por ondas acústicas).

Num exemplo, o sensor de vibração compreende um sensor de Bragg Gratings de Fibra (FBGs).

Todos os tipos de sensor de vibração acima mencionados são bem conhecidos na tecnologia.

Os meios de transmissão para transmitir os dados de vibração provenientes do sensor de vibração para o computador podem ser qualquer espécie de meios que possam ou não ser integrados em quaisquer dos elementos/objectos do sistema de monitorização de integridade ou os quais possam ser proporcionados no todo ou parcialmente por um elemento externo, tal como a Internet. Hoje é bem conhecido que os dados podem ser transmitidos por uma multiplicidade de modos diferentes, incluindo os meios de transmissão digital.

Num exemplo, o sensor de vibração está integrado com ou directamente conectado aos meios de transmissão. 0 sensor de vibração pode, por exemplo, ser directamente conectado ao computador e o meio de transmissão é proporcionado pela conexão directa, e/ou o sensor de vibração compreende um transmissor, por exemplo, um transmissor de bluetooth ou um transmissor de longo alcance. 0 sensor de vibração pode neste exemplo ser preferencialmente um sensor de fibra óptica.

Num exemplo, o computador não está directamente conectado ao sensor de vibração. Neste exemplo, o computador é opcionalmente um computador remoto disposto em arranjo a uma distância do sensor de vibração, cuja distância, em principio, pode ser qualquer distância. Num modelo de realização o computador é um computador remoto disposto em arranjo a uma distância do sensor de vibração a qual é pelo menos a cerca de 1 m, tal como pelo menos a cerca de 5 m, tal como pelo menos a cerca de 100 m, tal como até cerca de 100 km ou mesmo mais. O computador pode por exemplo ser um computador de monitorização de integridade central que conecta vários sistemas de monitorização de integridade em que pelo menos um do sistema de monitorização de integridade está de acordo com a presente invenção. Deste modo, é possível de proporcionar uma monitorização de integridade central de muitas estruturas estacionárias colocadas em qualquer parte do mundo. Neste modelo de realização é preferido que de preferência, os meios de transmissão para transmitir os dados de vibração a partir do sensor de vibração para o computador, compreendam dados de transmissão por via da Internet.

Num exemplo, o computador está directamente conectado ao sensor de vibração e o sensor de vibração é um sensor de vibração de fibra e a conexão directa proporciona pelo menos uma parte dos meios de transmissão.

Num exemplo, os meios de transmissão para transmitir os dados de vibração a partir do sensor de vibração para o computador compreendem uma transmissão em modo sem fios e/ou uma transmissão através de uma fibra óptica e/ou uma Comunicação por Linha de Energia (Power-Line-Communication (PLC)), a transmissão em modo de sem fios pode por exemplo ser uma transmissão de rádio ou de frequência de micro-ondas que compreende tanto transmissões de longo alcance como transmissões de curto alcance (bluetooth).

Num dos exemplos, os meios para transmitir dados de vibração a partir do sensor de vibração para o computador compreendem um meio de gravação. Neste exemplo, os dados de vibração transmitidos compreendem a vibração como uma função do tempo e é atrasada a vibração como uma função de dados de tempo, por exemplo com um tempo de atraso de cerca de 10 minutos a cerca de 30 dias, tal como de cerca de 1 hora a cerca de 24 horas.

No exemplo acima, onde o meio para transmitir os dados de vibração a partir do sensor de vibração para o computador compreende um meio de gravação, o sistema de monitorização de integridade pode funcionar gravando a vibração como uma função do tempo e transmitindo os dados gravados para o computador, por exemplo, em modo sem fios com um atraso de tempo. Num dos exemplos, o sistema de monitorização de integridade funciona registando a vibração como uma função do tempo num primeiro meio de gravação durante um determinado período de tempo, terminando a gravação no primeiro meio de gravação e transmitindo os dados gravados ao computador, por exemplo, em modo de sem fios ou, por exemplo, conectando fisicamente o primeiro meio de gravação (que pode ser um meio de gravação movível) ao computador. O sistema pode ser operado de tal modo que a transmissão dos dados gravados no primeiro meio de gravação para o computador está condicionada quanto à posição como uma função dos dados de tempo de um objecto movível transmitido ao computador e/ou quanto ao possível mau funcionamento/dano observado na estrutura estacionária. No momento ou em sobreposição com o tempo de terminar a gravação num primeiro meio de gravação, a gravação num outro meio de gravação pode, por exemplo, ser iniciada para se obter uma gravação completa.

Desse modo, nem todos os dados de vibração necessitam de ser transmitidos para o computador, mas os dados de vibração podem ser examinados posteriormente, por exemplo, no caso de anteriores incidentes, por exemplo, danos na estrutura estacionária ou os dados de vibração poderem por outras razões vir a ser verificados numa fase posterior.

Os meios de transmissão para transmitir os dados de vibração a partir do sensor de vibração para o computador podem ser dispostos em arranjo para transmitir vibração como uma função de dados de tempo, em particular se os dados de vibração são transmitidos com um atraso.

No entanto, os dados de vibração podem ser alternativamente transmitidos sem dados de tempo. Nesta última situação, o tempo conectado aos respectivos dados de vibração é gerado pelo computador. Isto em particular, pode ser benéfico se os dados de vibração forem transmitidos sem atraso ou se o comprimento do atraso for conhecido, por exemplo, se for um atraso de tempo constante.

Num dos exemplos, o sistema de monitorização de integridade compreende um meio de gravação para gravar os dados de vibração transmitidos como uma função do tempo.

Esta gravação pode ser utilizada para estatísticas de calibração e/ou para posterior exame de um incidente.

Os meios para obter e transmitir a posição em função de dados de tempo de um objecto movível, podem compreender quaisquer meios e combinações dos mesmos. Tal como acima mencionado, a transmissão de dados, em particular na forma digital ou analógica, é bem conhecida e uma grande quantidade de sistemas/métodos podem ser aplicados por um especialista com competência, sem ónus indevido, mas utilizando simplesmente a vulgar habilidade.

De um modo geral, é desejável que os meios para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo de um objecto movível que compreende um transmissor, compreende um meio de transmissão em modo de sem fios.

Num modelo de realização, os meios para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo de um objecto movível compreendem um receptor capaz de receber a posição como uma função de dados de tempo directamente a partir do transmissor (por exemplo, utilizando um transmissor de VHF) do objecto movível, através da transmissão por via da internet, por via de satélite e/ou por via de uma antena externa. 0 receptor pode opcionalmente ser uma parte integrada do computador ou estar em comunicação por fibra óptica ou em modo de sem fios com o computador.

Num exemplo, os meios para obter e transmitir a posição em função de dados de tempo de um objecto movível compreendem um meio de gravação. Neste exemplo a posição transmitida como uma função de dados de tempo é atrasada, por exemplo com um tempo de atraso de cerca de 10 minutos a cerca de 30 dias, tal como de cerca de 1 hora a cerca de 24 horas.

No exemplo acima em que os meios para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo de um objecto movivel para o computador compreendem um meio de gravação, o sistema de monitorização de integridade pode funcionar gravando a posição como uma função do tempo de um objecto movivel e transmitir os dados gravados para o computador, por exemplo, em modo de sem fios com um atraso de tempo.

Num dos exemplos, o sistema de monitorização de integridade funciona por gravação da posição como uma função do tempo num primeiro meio de gravação durante um certo período de tempo, terminando a gravação no primeiro meio de gravação e transmitindo os dados gravados para o computador, por exemplo, em modo de sem fios ou, por exemplo, conectando fisicamente ao computador o primeiro meio de gravação (o qual pode ser um meio de gravação movível) . 0 sistema pode ser accionado de modo que a transmissão dos dados gravados no primeiro meio de gravação para o computador seja condicionada à vibração em função de dados de tempo transmitidos ao computador e/ou ao possível mau funcionamento/dano observado na estrutura estacionária. No momento ou em sobreposição com o tempo de terminar a gravação num primeiro meio de gravação, a gravação num outro meio de gravação pode, por exemplo, ser iniciada para se obter uma gravação completa.

Desse modo, nem todas as posições em função do tempo do objecto movível necessitam de ser transmitidas ao computador, mas a posição em função dos dados de tempo pode mais tarde ser examinada para exames de incidentes anteriores.

Num dos exemplos, o sistema de monitorização de integridade compreende um meio de gravação para gravar a posição transmitida como uma função de dados de tempo. Esta gravação pode ser utilizada para estatísticas de calibração e/ou para exame posterior de um incidente. 0 computador compreende hardware e software compreendendo, pelo menos, um processador para comparar a posição em função de dados de tempo com os dados de vibração correlacionados no mesmo momento, de tal modo que pode ser pelo menos estimado se as vibrações detectadas pelo sensor de vibração num determinado tempo foram ou compreenderam vibrações causadas por um objecto movivel, como um barco.

Meios de hardware, nesta conexão, é o meio físico do computador, e o software significa programas de computador. Como acima mencionado, o hardware ou partes do mesmo podem ser integrados em outras partes do sistema de monitorização de integridade, tal como no sensor de vibração. 0 software a ser utilizado no sistema de monitorização de integridade pode ser um software bem conhecido aplicado para recolher os vários dados, para comparar a vibração como uma função de dados de tempo com a posição como uma função de dados de tempo e de preferência para proporcionar uma saída do resultado, por exemplo num visualizador, num monitor e/ou por via de uma impressora.

Num dos exemplos, o computador compreende ou está em comunicação de dados com um monitor e/ou uma impressora para visualizar os dados recebidos e o resultado da comparação dos dados de vibração com a posição como uma função de dados de tempo.

Como acima mencionado, o sistema de monitorização de integridade pode compreender uma multiplicidade de sensores de vibração os quais podem ser idênticos ou diferentes uns dos outros. 0 sensor de vibração e opcionalmente o software para o sensor de vibração podem preferencialmente ser seleccionados de tal modo que o sistema de monitorização de integridade seja capaz de determinar a direcção de uma vibração em relação ao sensor de vibração e/ou relativamente à estrutura estacionária.

Num dos modelos de realização o sistema de monitorização de integridade compreende pelo menos um sensor de vibração de fibra óptica na forma de um sensor distribuído ou quasi-distribuído. Um sensor quasi-distribuído deve ser tomado para significar um sensor que não é um sensor distribuído, mas o qual pode ser aplicado para proporcionar a saída de detecção como se fosse um sensor distribuído. 0 sensor de vibração de fibra óptica e/ou o computador podem, num dos modelos de realização, ser adaptados para obter e opcionalmente processar os sinais de saída provenientes de uma multiplicidade de N secções de comprimento seleccionadas do sensor de vibração de fibra óptica, as N secções seleccionadas têm preferencialmente cada uma, um comprimento de pelo menos cerca de 1 m, tal como até cerca de 50 m, tal como de cerca de 1 a cerca de 10 m, o comprimento das respectivas secções é de modo preferencial essencialmente igual.

No modelo de realização acima, a multiplicidade de N secções de comprimento seleccionadas do sensor de vibração de fibra óptica pode por exemplo ser disposta em arranjo essencialmente de forma sistemática ao longo do comprimento do sensor de vibração de fibra óptica, simplificando por conseguinte o processo de cálculo para obter os dados de vibração distribuídos. As N secções de comprimento podem ser secções sobrepostas, secções imediatamente adjacentes ou secções com uma distância entre cada uma.

Num dos modelos de realização o sistema compreende um arranjo matricial de sensores, por exemplo na forma de uma matriz de sensores discretos ou na forma de um sensor de fibra distribuído ou quasi-distribuído. 0 computador pode preferencialmente ser adaptado para obter e processar os dados de vibração a partir da matriz de sensores. Num dos modelos de realização preferido, o computador compreende um software para determinar uma direcção, uma distância e/ou uma velocidade de um objecto emissor de vibrações, em que opcionalmente o objecto emissor de vibrações é o objecto movível.

Num dos modelos de realização preferido o sistema de monitorização de integridade está disposto em arranjo para executar uma função de formação de feixe sobre os dados de vibração a partir da matriz de sensores ou do sensor distribuído ou quasi-distribuído.

Num dos modelos de realização é desejado que o sistema de monitorização de integridade esteja disposto em arranjo para executar uma função de formação de feixe, isto é, pode ser calculada uma direcção da vibração (som) que permite a estimação de direcção de uma onda sonora de entrada.

As matrizes de sensores e os métodos de cálculo (software) são bem conhecidos na tecnologia e a descrição adicional pode, por exemplo ser encontrada nos documentos de patente US 7.415.117 e US 7.369.459. A função de formação do feixe pode compreender um cálculo baseado num método de rolamento transversal. Informação adicional e exemplos sobre como executar e optimizar o processamento de matriz podem, por exemplo, ser encontrados na documentação "Optimum Array Processing (Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part IV)" by Harry L. Van Trees (ISBN 0-471-09390-4). ("Processamento Matricial Óptima (Teoria de Detecção, Estimação e Modulação, Parte IV)" por Harry L. Van Trees (ISBN 0-471-09390-4).

De acordo com a invenção, o sistema de monitorização de integridade compreende meios para obter e transmitir a posição como uma função dos dados de tempo de um objecto movivel para o computador quando o objecto movivel compreende um transmissor e está dentro de uma distância seleccionada para um sitio de monitorização, onde o sitio de monitorização compreende a parte da estrutura estacionária a ser monitorizada. 0 sitio de monitorização é de preferência o sitio que se deseja monitorizar, e para simplificar o sistema o sitio de monitorização pode preferencialmente ser seleccionado para ser idêntico ao sitio ocupado pela parte da estrutura estacionária a ser monitorizada. Se várias estruturas estacionárias forem monitorizadas por um sistema de monitorização de integridade, o sitio de monitorização é de preferência seleccionado para ser o sitio mais pequeno que compreende todas as estruturas estacionárias a serem monitorizadas. A distância seleccionada para o sitio de monitorização pode ser uma distância em algumas direcções ou em todas as direcções. Se, por exemplo, a estrutura estacionária é uma estrutura estacionária enterrada, a distância seleccionada não necessita de compreender uma distância seleccionada abaixo da estrutura estacionária, uma vez que é muito improvável que um objecto movivel se aproxime da estrutura estacionária a partir de por baixo da estrutura estacionária enterrada.

Para além disso, a distância seleccionada não tem de ser a mesma em todas as direcções, mas pode variar, por exemplo, de tal modo que a distância seleccionada na direcção horizontal seja maior do que a distância seleccionada na direcção vertical. A selecção da distância é preferencialmente tomada em relação ao risco de danos provenientes de objectos moviveis ou elementos relacionados/conectados. 0 sistema está disposto em arranjo de tal modo que quando um objecto movivel que compreende um transmissor está dentro da distância seleccionada, a posição como uma função de dados de tempo pode ser obtida e transmitida ao computador. Enquanto o objecto movivel não estiver dentro da distância seleccionada, a posição como uma função de dados de tempo pode ser desconsiderada e não ser obtida e/ou transmitida ao computador.

Por conseguinte, a posição não relevante como uma função de dados de tempo pode ser ignorada pelo sistema.

Deve observar-se que a distância seleccionada pode ser seleccionada de tal modo grande que um grande número de posições irrelevantes como uma função de dados de tempo são transmitidos para o computador. Nesta situação, é desejável que o computador compreenda software para ordenar a posição como uma função de dados de tempo. 0 sistema de monitorização da integridade da invenção pode ser um sistema de monitorização de integridade em terra ou um sistema de monitorização de integridade em mar alto. Como deve ser claro para o especialista competente na tecnologia, a parte seleccionada pormenorizada do sistema de monitorização de integridade em terra e do sistema de monitorização de integridade em mar alto pode preferencialmente ser seleccionada em relação ao tipo de sistema e em relação quanto a se deve ou não ser aplicado em água.

Num dos modelos de realização preferido, o sistema de monitorização da integridade é um sistema de monitorização da integridade em mar alto, e a estrutura estacionária é uma estrutura submarina e o objecto movivel é um barco. 0 termo "barco" é aqui utilizado para designar qualquer tipo de navio, barco ou submarino capaz de poder atravessar e/ou ser capaz de navegar no oceano, em canais e/ou em rios. Num dos exemplos, os barcos compreendem, pelo menos todos os barcos com mais de 300 t. Num dos exemplos, os barcos compreendem pelo menos todos os barcos com mais de 40 t, tais como barcos de pesca de, por exemplo, 25 a 100 m de comprimento, incluindo os arrastões. A estrutura submarina pode por exemplo ser como qualquer uma das estruturas estacionárias acima mencionadas que seja aplicada em mar alto.

Num dos exemplos, a estrutura submarina é uma coluna ascendente que se estende numa direcção essencialmente vertical em pelo menos uma secção da estrutura submarina. "Direcção essencialmente vertical" deve ser vista em relação à superfície do mar em águas não agitadas e significa, em geral, que a coluna ascendente não é aplicada sobre o fundo do mar, em trincheiras e/ou enterrado e que não é aplicado essencialmente perpendicular à superfície do mar. Num dos exemplos, a coluna ascendente estende-se desde o fundo do mar até uma estação de superfície do mar, tal como um navio ou uma plataforma.

Num dos exemplos, a estrutura submarina compreende um cabo flexível e/ou uma conduta flexível aplicada sobre o fundo do mar, entrincheirado e/ou enterrado.

No sistema de monitorização da integridade em mar alto da invenção os meios para obter e transmitir a posição como uma função dos dados de tempo para o computador podem, de preferência, compreender a obtenção de dados a partir de um Sistema de Identificação Automático (AIS), sendo os dados obtidos directamente a partir do transmissor do barco, através de transmissão via Internet, através de um serviço de tráfego de navios (VTS) e/ou através de uma antena externa, sendo o transmissor do navio um transponder. 0 AIS é um sistema internacional de rastreamento de embarcações. A partir de Dezembro de 2004, a Organização Marítima Internacional (OMI) exige que todos os navios de mais de 300 t transportem um transponder AIS a bordo, o qual transmite a sua posição, velocidade e rumos, entre alguma outra informação estática, tal como a identificação do navio, as dimensões e os detalhes de viagem. 0 objectivo do AIS foi inicialmente de ajudar os navios a evitar colisões, bem como a assistir em auxilio as autoridades portuárias para melhor controlar o tráfego marítimo. Geralmente, os transponders AIS aceites a bordo dos navios compreendem um sistema de posicionamento, tal como o receptor LORAN-C ou GPS (Sistema de Posicionamento Global), que recolhe dados de posição e de detalhes de movimento, e um transmissor VHF que transmite esta informação e torna estes dados disponibilizados para o domínio público. Os transponders AIS podem ainda ser integrados com outros sensores electrónicos de navegação, tal como um giroscópio ou uma taxa de indicador de viragem. Outros navios ou estações de base são capazes de receber essa informação, processá-las utilizando um software simples e exibir as localizações dos navios num traçador (plotter) de cartas ou num computador.

Os dados de posição AIS estão disponíveis na Internet através de muitos sistemas de informação geográfica governamentais bem como operados de forma privada, tais como www.marinetraffic.com, www.vesseltracker.com, www.vtexplorer.com, e www. shiptracking.eu. "Um serviço de tráfego de navios (VTS)" é um sistema de monitorização de tráfego marítimo estabelecido por portos ou autoridades portuárias. 0 objectivo do VTS é o de melhorar a segurança e a eficiência da navegação, a segurança da vida humana no mar e a protecção do meio marinho nas zonas ao redor dos ancoradouros e portos. 0 VTS é regido pelo Capitulo V do Regulamento 12 da SOLAS, juntamente com as Directrizes para os Serviços de Tráfego Naval (Resolução IMO A.857 (20)) adoptada pela Organização Marítima Internacional em 27 de Novembro de 1997.

Um VTS terá normalmente uma imagem de tráfego compreensiva, o que significa que todos os factores que influenciam o tráfego, bem como informação acerca de todos os navios participantes e as suas intenções estão prontamente disponíveis. Por meio da imagem de tráfego, as situações que estão em desenvolvimento podem ser avaliadas e respondidas.

Num dos modelos de realização do sistema de monitorização de integridade em mar alto a posição como uma função de dados de tempo é obtida por via da Internet para o computador.

Num dos modelos de realização o sítio de monitorização é seleccionado para ser essencialmente idêntico com o sítio ocupado pela parte da estrutura submarina a ser monitorizada.

Num dos modelos, o sítio de monitorização é seleccionado para ser uma área alongada com uma largura de até cerca de 100 m, que pode ser aumentada até cerca de 10 m na direcção horizontal e perpendicular à direcção global da estrutura submarina, e uma altura suficiente para compreender a estrutura submarina. A direção global da estrutura submarina é a direcção do comprimento da estrutura submarina, ignorando as pequenas curvas ao longo do comprimento de 5 m ou menos.

Num dos modelos do sistema de monitorização de integridade em mar alto, a distância seleccionada para o sítio de monitorização proporciona uma área horizontal seleccionada, o sistema está disposto em arranjo de tal modo que o computador está a obter a posição como uma função de dados de tempo provenientes de barcos com transmissor dentro da área horizontal seleccionada.

Num dos modelos do sistema de monitorização da integridade em mar alto, a distância seleccionada para o sitio de monitorização é seleccionada de tal modo que, pelo menos a média de ruído de um barco de 40 t e/ou um barco que emite uma vibração (som) de cerca de 100 db, o que está dentro do alcance de detecção do sensor de vibração também está dentro da distância seleccionada.

Desse modo, pode ser assegurado que quando o sensor de vibração detecta a média de ruído de um barco de 40 t, a posição como uma função dos dados de tempo da média de ruído de um barco de 40 t, é transmitida ao computador para ser correlacionada com os dados de vibração detectada.

Num dos exemplos, a distância seleccionada para o sitio de monitorização é seleccionada de modo a ser suficientemente grande para que qualquer barco numa posição onde seja sensível pelo sensor de vibração (está numa posição onde é registável pelo sensor de vibração) deverá estar dentro da distância seleccionada.

Em geral, os barcos mais importantes por terem a posição em função dos dados de tempo aparentam-se com os arrastões e os barcos de pesca, uma vez que tais barcos têm frequentemente equipamento de arrasto ao longo do fundo do mar e, para além disso, foi frequentemente observado que tais barcos por engano encontram-se a navegar com sua âncora arrastada ao longo do fundo do mar. Em tais situações, as estruturas submarinas podem estar em elevado perigo de serem danificadas. A distância seleccionada do sistema de monitorização de integridade em mar alto é, portanto, preferencialmente seleccionada de tal modo que o sistema de monitorização de integridade em mar alto possa detectar tais arrastões e barcos de pesca com tempo suficiente para activar um alarme e de preferência avisar os barcos.

Neste contexto, deve ser observado que a velocidade sonora e a distância a partir da qual um determinado sensor pode detectar uma vibração, dependem pelo menos ligeiramente da temperatura da água, do teor de sal da água e da turbulência e corrente do mar. Salvo especificação em contrário, a determinação deve portanto ser determinada em águas não agitadas, à temperatura e à concentração de sal médias da água.

Na maioria das situações, as condições meteorológicas médias, a temperatura, a turbulência, a concentração de sal, etc., são bem conhecidas para uma determinada área e a distância seleccionada pode ser seleccionada com uma margem de segurança, de modo que a posição em função dos dados de tempo para todos os barcos que é detectada pelo sensor de vibração, pode ser transmitida ao computador.

Num do exemplo, a distância seleccionada para o sitio de monitorização corresponde a pelo menos cerca de 100 m a partir da estrutura submarina, de preferência pelo menos a cerca de 1 km da estrutura submarina, de preferência pelo menos a cerca de 2 km da estrutura submarina, mais preferencialmente a pelo menos cerca de 5 km da estrutura submarina. Quando o sitio de monitorização é o sitio ocupado pela estrutura submarina, a distância para a estrutura submarina é idêntica à distância até ao sítio de monitorização. O sensor de vibração deve, de preferência, ter um alcance relativamente longo quando o sistema é um sistema de monitorização de integridade em mar alto. Muitas vezes é levado um tempo relativamente longo para parar ou virar uma embarcação, e em caso de perigo é preferido que um alarme possa ser proporcionado relativamente cedo em relação a um potencial dano.

Para além disso, o padrão de vibração em mar alto é muitas vezes relativamente estável e simples de identificar, de tal modo que esse ruido possa ser filtrado. Acontece muitas vezes que a carqa de ter sensores de vibração de lonqo alcance/altamente sensíveis, tal que esses sensores de vibração também captam uma grande quantidade de ruído, mas como mencionado, essa carga pode ser simples de superar, por via de filtrar a maior quantidade ou o ruído completo.

Num exemplo, um ou mais sensores de vibração estão dispostos em arranjo de modo a detectar vibrações de uma queda de âncora vulgar e/ou um arrastamento de uma âncora ou de uma ferramenta semelhante ao longo do fundo do mar a uma distância de cerca de 100 m da estrutura submarina, de preferência a uma distância de cerca de 500 m da estrutura submarina. Deste modo, pode ser possível activar um alarme com tempo suficiente para prevenir os danos de um barco que se aproxime com uma âncora ou com outro equipamento arrastado ao longo do fundo do mar.

Num exemplo, um ou mais sensores de vibração estão dispostos em arranjo para detectar vibrações de cerca de 500 Hz no sítio de monitorização com um nível de abaixamento até cerca de 30 db, de modo preferêncial de abaixamento até cerca de 10 db, mais preferível de abaixamento até cerca de 3 db ou mesmo de abaixamento até cerca de 1 db.

Genericamente, os sensores de fibra óptica conhecidos hoje são menos sensíveis do que os hidrofones mais eficazes. Contudo, para a maioria dos sensores de vibração, um alcance de detecção de vibrações no intervalo de cerca de 50 Hz a cerca de 1 kHz será de cerca de 2 km ou mais para a detecção da vibração (som) proporcionada por uma média de um barco de 40 t e/ou emitindo uma vibração (som) de 100 db.

Ao proporcionar uma multiplicidade de sensores de vibração e de dispor em arranjo um feixe formado, o alcance de detecção pode ser aumentado e a sensibilidade do sistema de monitorização pode igualmente ser aumentada.

Num exemplo, é desejável que o alcance de detecção em torno da estrutura submarina e do sítio de monitorização seja pelo menos cerca de 1 km, tal como pelo menos cerca de 2 km e de preferência até cerca de 10 km.

Para uma frequência de 500 Hz, o amortecimento do fundo do mar arenoso deverá ser de cerca de 0,12 dB/m. O rácio da velocidade do som na interface água-sedimentos está na faixa de 1,04 a 1,08. A velocidade do som na água é de cerca de 1470 m/s.

Num exemplo do sistema de monitorização de integridade em mar alto, um ou mais dos sensores de vibração estão dispostos em arranjo para detectar vibrações de cerca de 50 Hz a cerca de 1 kHz no sitio de monitorização com um nível de abaixamento de até cerca de 30 db, de preferência até cerca de 10 db, mais preferivelmente de até cerca de 3 db ou até mesmo cerca de 1 db.

Num exemplo do sistema de monitorização de integridade em mar alto, um ou mais dos sensores de vibração são dispostos em arranjo para detectar vibrações de cerca de 50 0 Hz a cerca de 1 kHz para um nível de abaixamento até cerca de 100 db causado por um barco em águas não agitadas quando o barco se encontra dentro de um alcance em distância de cerca de 2 km a partir da estrutura submarina, de preferência quando o barco estiver dentro de um alcance em distância de cerca de 4 km a partir da estrutura submarina, de preferência quando o barco estiver dentro de um alcance em distância de cerca de 6 km a partir da estrutura submarina, de preferência quando o barco estiver dentro de um alcance em distância de cerca de 10 km a partir da estrutura submarina.

Como acima mencionado, o sensor de vibração pode ser disposto em arranjo a uma distância a partir da estrutura estacionária, em contacto com a estrutura estacionária ou opcionalmente integrado na estrutura estacionária. Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em mar alto, o sensor de vibração é instalado a uma distância de montagem da estrutura submarina. A distância de montagem pode, em principio, ser tão grande quanto desejado, desde que o sensor de vibração seja capaz de detectar vibrações a partir do sitio de monitorização. A distância de montagem pode estar, por exemplo, até cerca de 1 km, tal como até cerca de 500 m, tal como até cerca de 100 m, tal como até cerca de 25 m. Num dos exemplos, a distância de montagem está entre cerca de 1 m e cerca de 100 m.

Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em mar alto, o sensor de vibração está em contacto com a estrutura submarina ou integrado nela. "Em contacto com" é aqui utilizado para significar em contacto físico com, por exemplo por estar instalado ou simplesmente colocado em contacto.

Preferencialmente, o computador do sistema de monitorização de integridade em mar alto compreende hardware e software compreendendo pelo menos um processador para comparar a posição como uma função de dados de tempo com os dados de vibração correlacionados no mesmo momento, de tal modo que pode ser pelo menos estimado se as vibrações detectadas pelo sensor de vibração num determinado momento eram ou compreendiam vibrações causadas por um barco identificado.

Genericamente, é desejado que o sistema de monitorização da integridade em mar alto compreenda pelo menos uma memória, por exemplo uma ou mais memórias como acima descrito.

Num dos modelos de realização o computador compreende ou está em comunicação de dados com uma memória de base de dados. Uma memória da base de dados deve aqui ser interpretada como sendo uma memória compreendendo ou disposta em arranjo para compreender uma base de dados. Uma base de dados é para ser interpretada como uma colecção organizada de dados que podem ser utilizados por um ou mais utilizadores. A memória da base de dados preferencialmente armazena pelo menos alguma da vibração como uma função de dados de tempo e/ou alguns da posição como uma função de dados de tempo obtidos pelo computador. 0 sistema de monitorização de integridade em mar alto da invenção pode assim construir uma base de dados de pelo menos alguma da vibração como uma função de dados de tempo e/ou alguns da posição como uma função dos dados de tempo obtidos pelo computador, e a base de dados pode ser utilizada por exemplo, para a calibração do sistema, para a previsão de incidentes, para regular as condições de activação de um alarme ou para outras realidades.

Num dos modelos de realização o sistema compreende uma memória da base de dados na comunicação de dados com o computador e a memória da base de dados compreende uma curva de calibração para o padrão de vibração versus a distância do barco para um ou mais barcos ou tipos de barcos, o computador compreende software para calcular a distância para com um barco que passar.

Num dos modelos de realização, a estrutura submarina compreende uma estrutura submarina enterrada ou colocada em trincheira e o sistema compreende uma memória da base de dados em comunicação de dados com o computador, em que a memória de base de dados compreende uma curva de calibração para o padrão de vibração versus a distância do barco para um ou mais barcos ou tipos de barcos.

Pode ser desejado que o sistema de monitorização de integridade seja capaz de reconhecer um padrão de vibração. Por exemplo, numa situação em que um barco é repetidamente por exemplo passando regularmente por uma estrutura submarina enterrada ou colocada em trincheira, e o sensor de vibração é enterrado ou colocado em trincheira com ou para além da estrutura submarina, o sistema de monitorização de integridade em mar alto pode detectar uma mudança no nivel de vibração no caso do nível de material de cobertura ter mudado. Se o sistema de monitorização de integridade em mar alto puder reconhecer o padrão de vibração, opcionalmente calcula a direcção, a velocidade e outros, o computador do sistema de monitorização de integridade em mar alto pode de preferência compreender um software para calcular a alteração do nivel de material de cobertura por cima da estrutura submarina.

Deste modo, o sistema de monitorização da integridade em mar alto pode ser capaz de calcular e/ou prever se e quando o nivel de material de cobertura é ou se torna insuficiente e pode ser aplicado material de revestimento adicional previamente à danificação da estrutura submarina, por exemplo para evitar danos na estrutura submarina.

Num dos modelos de realização em que os meios para determinar e transmitir a posição como uma função de dados de tempo para o computador compreendem a obtenção de dados a partir de um Sistema de Identificação Automático (AIS), o computador está disposto em arranjo para obter dados adicionais provenientes do AIS ou a partir de outra fonte. 0 computador pode, por exemplo, ser disposto em arranjo para obter uma ou mais de entre a identificação única, o rumo, a velocidade, a direcção de movimento, os avisos, as condições meteorológicas e as previsões/perspectivas dos dados mencionados.

Genericamente, é desejado que os dados adicionais compreendam pelo menos uma identificação única do barco. A informação sobre as condições meteorológicas podem por exemplo compreender os dados de velocidade e de direcção do vento, bem como informação sobre trovoadas. Os dados de condições meteorológicas podem, por exemplo, ser proporcionados directamente por via da Internet. A informação sobre as condições meteorológicas podem, por exemplo, prever potenciais riscos por ancoragem durante situações de vento elevado, e pode ser disparado um alarme.

Pode ser que certas condições meteorológicas façam diminuir/aumentar a sensibilidade do sensor de vibração. As condições meteorológicas ou as previsões de condições meteorológicas podem, por conseguinte, num exemplo ser aplicadas para regular o ponto estabelecido de activação para um alarme, por outras palavras, o ponto estabelecido de activação do alarme depende do tempo.

Independentemente de qual a proveniência da fonte em que é obtida a posição em função de dados de tempo, o sistema de monitorização de integridade pode ser disposto em arranjo para recolher dados relacionados com o tempo, tais como previsões meteorológicas e/ou estatísticas relacionadas com o tempo e/ou dados relacionados com as condições meteorológicas como uma função do tempo.

As estatísticas relacionadas com o clima e/ou os dados relacionados com as condições meteorológicas em função do tempo podem, por exemplo, ser utilizadas para prever como é que um sistema de monitorização de integridade irá reagir sob vários tipos de condições meteorológicas e/ou para proporcionar uma previsão melhorada de tempo a qual possa novamente ser utilizada na regulação de um ou mais dos elementos do sistema de monitorização de integridade.

Num dos modelos de realização o computador compreende software para calcular um perigo potencial de danificação da estrutura submarina por um barco ou equipamento de barco. Este cálculo pode, por exemplo, ser baseado em pelo menos, alguns dos dados de vibração e da posição como uma função de dados de tempo e opcionalmente de outros dados de uma memória de base de dados, tais como, por exemplo, dados relacionados com o tempo e/ou rumo do objecto em movimento.

Num dos modelos de realização do sistema de monitorização de integridade em mar alto, o computador compreende um software para associar pelo menos alguns dos dados de vibração, com um perigo potencial de danificação da estrutura submarina por um barco ou equipamento de barco. Deste modo, pode ser activado um alarme quando o perigo é estimado, calculado ou previsto de outras maneiras.

Num dos modelos de realização o sistema compreende um alarme disposto em arranjo para ser activado por perigo corrente ou potencial de danificação da estrutura submarina. 0 computador pode de preferência ser disposto em arranjo para calcular o perigo potencial ou corrente de danificação da estrutura submarina. Este cálculo pode preferencialmente ser baseado em pelo menos alguns dos dados de vibração e pelo menos alguns da posição como uma função de dados de tempo. Num dos modelos de realização o sistema é regulado para activar o alarme pela detecção de dados de vibração com um padrão pré-definido e/ou com um nível de vibração acima de um ponto de referência de nível máximo.

Deste modo, o risco de activação de alarme falso pode ser altamente reduzido e é obtido um sistema de alarme mais fiável.

Num dos exemplos, um ou mais dos seguintes casos são avaliados como alarmes. A detecção de um barco invulgarmente de baixa velocidade com ou sem mudança de direcção. Nível de vibração invulgarmente elevado. 0 nível de vibração muito elevado não pode ser correlacionado com um objecto movível específico. A vibração/ruído sem quaisquer dados de AIS disponíveis. 0 aumento constante do nível de vibração ao longo do período de tempo de por exemplo, 1 mês/6 meses/1 ano para uma determinada parte de uma estrutura submarina.

Num dos modelos de realização o sistema de monitorização de integridade é um sistema de monitorização de integridade em terra. Neste modelo de realização a estrutura estacionária é uma estrutura não submarina, por exemplo, qualquer das estruturas estacionárias acima mencionadas aplicadas em terra. A estrutura estacionária compreende preferencialmente um cabo e/ou uma conduta.

Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em terra, a estrutura estacionária é enterrada ou é suportada sobre uma ou mais torres.

No sistema de monitorização de integridade terrestre o objecto movível pode ser qualquer espécie de objecto movível que seja movível em terra e que compreenda um transmissor para transmitir a posição como uma função de dados de tempo. 0 objecto movível pode, por exemplo, ser um veículo, um avião e/ou uma ferramenta motorizada.

Na situação em que a estrutura estacionária é uma estrutura estacionária de transmissão, por exemplo, uma conduta, um cabo e/ou uma fibra, o objecto movível pode ser, por exemplo, um veículo industrial, um tractor, um veículo com ferramentas de escavação e ou uma ferramenta de escavação motorizada tal como uma broca.

Preferencialmente, o objecto movível compreende ou está conectado a um sistema de posicionamento, tal como a posição de GPS (Sistema de Posicionamento Global) e opcionalmente detalhes de movimento, e um transmissor, disposto em arranjo para transmitir os dados para o computador, de preferência conjuntamente com uma identificação única do objecto movivel.

Num dos modelos de realização do sistema de monitorização de integridade em terra o sistema compreende um transponder para receber a posição como uma função de dados de tempo e para transmitir os dados para o computador opcionalmente em modo de sem fios e/ou por via da Internet, o transponder de modo opcional é adicionalmente capaz de recepção e transmissão dos dados de vibração.

Num dos modelos de realização do sistema de monitorização de integridade em terra o sistema está disposto em arranjo de tal modo que o computador está a obter a posição como uma função de dados de tempo a partir de objectos movíveis com o transmissor dentro da distância seleccionada para o sitio de monitorização. 0 computador pode, por exemplo obter a posição como uma função dos dados de tempo directamente a partir do objecto movivel por via do seu transmissor.

No sistema de monitorização da integridade em terra da invenção, a distância seleccionada é de preferência relativamente curta, em particular se a estrutura estacionária estiver disposta em arranjo como um ambiente relativamente ruidoso.

Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em terra, a distância seleccionada para o sitio de monitorização corresponde pelo menos a cerca de 10 m da estrutura estacionária, de preferência a pelo menos cerca de 100 m a partir da estrutura submarina, de preferência a pelo menos cerca de 500 m a partir da estrutura submarina.

Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em terra, a distância seleccionada para o sitio de monitorização é de pelo menos cerca de 10 m, de preferência pelo menos cerca de 100 m, preferencialmente pelo menos cerca de 500 m a partir da estrutura submarina.

Num dos exemplos, a distância seleccionada pode variar de um tipo de objecto movivel para outro tipo de objecto movivel. Por exemplo, num dos exemplos, a distância seleccionada para uma broca pode ser de cerca de 20 cm e a distância seleccionada para um veiculo industrial pode ser de cerca de 10 m.

Num dos exemplos do sistema de monitorização da integridade em terra em que o objecto movivel numa ferramenta motorizada, a distância seleccionada para o local de monitorização é de cerca de 5 cm a cerca de 5 m, tal como de 5 cm a cerca de 1 m, tal como de cerca de 10 cm a cerca de 50 cm.

Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em terra, um ou mais dos sensores de vibração são dispostos em arranjo para detectar vibrações a partir de cerca de 50 Hz a cerca de 1 kHz no sitio de monitorização com um nível de abaixamento até cerca de 30 db, de preferência até cerca de 10 db, mais preferivelmente de até cerca de 3 db ou mesmo até cerca de 1 db.

Num dos exemplos do sistema de monitorização da integridade em terra, o sensor de vibração está instalado a uma distância de montagem da estrutura estacionária. A distância de montagem pode ser, por exemplo, até cerca de 100 m, tal como até cerca de 25 m. Em ambientes altamente ruidosos, a distância de montagem deve ser, de preferência, relativamente curta.

Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em terra o sensor de vibração está em contacto com a estrutura estacionária ou integrado nela.

Num dos modelos de realização do sistema de monitorização de integridade em terra o computador compreende hardware e software compreendendo pelo menos um processador para comparar a posição como uma função de dados de tempo com os dados de vibração correlacionados no mesmo momento de tal modo que pode ser pelo menos estimado se as vibrações detectadas pelo sensor de vibração num determinado momento forem ou compreendam as vibrações causadas por um objecto movivel identificado.

Num dos modelos de realização do sistema de monitorização de integridade em terra o computador compreende ou está em comunicação de dados com uma memória da base de dados. A memória da base de dados pode de preferência armazenar pelo menos alguma da vibração como uma função de dados de tempo e/ou pelo menos alguns da posição em função de dados de tempo obtidos pelo computador.

Num exemplo do sistema de monitorização de integridade em terra, o computador é disposto em arranjo para obter dados adicionais, os dados adicionais compreendem pelo menos um de entre a identificação única, o rumo, a velocidade, a direcção de movimento, os avisos, as condições meteorológicas e as previsões/perspectivas dos dados mencionados. Os dados adicionais podem de preferência pelo menos compreender uma identificação única.

Os dados adicionais e a base de dados podem ser aplicados de uma maneira correspondente como acima descrito para o sistema de monitorização de integridade em terra.

Num dos exemplos do sistema de monitorização da integridade em terra, o computador compreende software para calcular um perigo potencial de danificação da estrutura estacionária por um objecto movivel ou equipamentos associados a tal objecto movivel. 0 cálculo pode preferencialmente ser baseado em pelo menos alguns dos dados de vibração e algumas das posições como uma função de dados de tempo e opcionalmente outros dados a partir de uma memória da base de dados, por exemplo os tipos de dados descritos ou mencionados acima. 0 sistema de monitorização de integridade em terra pode compreender um alarme de uma maneira semelhante à descrita para o sistema de monitorização de integridade em mar alto e o alarme pode ser definido para funcionar de uma maneira semelhante.

Num dos exemplos do sistema de monitorização de integridade em terra, o sistema compreende um alarme disposto em arranjo para ser activado por perigo corrente ou potencial de poder danificar a estrutura estacionária, o computador está disposto em arranjo para calcular o perigo corrente ou potencial de danificação da estrutura estacionária, de preferência com base em pelo menos alguns dos dados de vibração e pelo menos alguns da posição como uma função de dados de tempo. 0 sistema pode de preferência ser regulado para activar o alarme pela detecção de dados de vibração com um padrão pré-definido e/ou com um nivel de vibração acima de um ponto de estabelecimento de vibração máxima para a redução de falso alarme.

Conforme acima indicado, uma multiplicidade de sistemas de monitorização de integridade pode ser conectada ou combinada por exemplo de modo a que possa ser efectuada uma vigilância central da estrutura estacionária monitorizada quanto a integridade. A multiplicidade de sistemas de monitorização de integridade pode por exemplo ser combinada de modo a que os seus computadores dos respectivos sistemas de monitorização de integridade sejam colocados num ponto central para gestão centralizada. Num dos exemplos, a multiplicidade de sistemas de monitorização de integridade é combinada pela partilha de parte ou partes de umas com as outras, a multiplicidade de sistemas de monitorização de integridade pode, por exemplo, partilhar um computador central comum. A invenção também se refere a um método de monitorização da integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária. 0 método da invenção compreende (i) proporcionar pelo menos um sensor de vibração para detectar a vibração como uma função do tempo; (ii) proporcionar um computador; (iii) proporcionar meios de transmissão para transmitir dados de vibração provenientes do sensor de vibração para o computador, em que os referidos dados de vibração são transmitidos ao computador como a vibração como uma função de dados de tempo ou o computador gera a vibração como uma função de dados de tempo a partir dos referidos dados de vibração; (iv) dispor em arranjo o sensor de vibração para detectar vibrações dentro de um sitio de monitorização compreendendo pelo menos a parte da estrutura estacionária; (v) obter uma posição como uma função de dados de tempo de um objecto movivel que compreende um transmissor quando os barcos estão no interior de uma distância seleccionada para o sitio de monitorização; (vi) proporcionar ao computador a comparação dos dados de vibração com a posição como uma função de dados de tempo correlacionados com o mesmo.

Exemplos do referido anteriormente já foram descritos acima. Além disso, o método da invenção compreende a utilização de um sistema de monitorização de integridade como acima descrito.

Os elementos individuais bem como as suas combinações podem ser como acima descrito.

Num dos modelos de realização do método da invenção a estrutura estacionária é uma estrutura submarina colocada no fundo do mar ou uma estrutura submarina enterrada e/ou entrincheirada ou a estrutura estacionária é uma estrutura não submarina.

De acordo com a invenção, o método compreende a determinação da integridade de pelo menos uma parte da estrutura estacionária.

Como acima mencionado, num dos modelos de realização preferido a estrutura estacionária é ou compreende um cabo, tal como um sinal e/ou um cabo de transmissão de energia, preferencialmente seleccionado a partir de um cabo de energia eléctrica de alta tensão (acima de cerca de 72 kv, por exemplo até cerca de 550 kv ou mesmo mais elevada) , um cabo de alimentação de média tensão (cerca de 10 a 72 kv) , um cabo super-condutor, um cabo de fibra óptica e/ou um cabo de comunicações.

Num dos exemplos do método da invenção o sensor de vibração funciona continuamente ou em intervalos pré-determinados, e o sistema de monitorização de integridade compreende uma função de regulação para regular o funcionamento do sensor de vibração, o método compreende a regulação manual, semi-automática ou automaticamente, do funcionamento do sensor de vibração por exemplo em relação à quantidade de ruido, em relação ao número de objectos moviveis dentro da distância seleccionada, em relação ao tempo, em relação ao tempo (noite/dia/dia de trabalho/férias... etc.) e/ou em relação a outros.

Num dos exemplos do método da invenção, a função de regulação é um mecanismo de regulação automática ou semi-automática e o método compreende a regulação da sensibilidade do sensor de vibração, de preferência na dependência da concentração de vibrações no interior da distância seleccionada do sitio de monitorização.

Num dos exemplos do método da invenção, o método compreende a filtragem de ruido, de preferência pelo menos uma parte do ruido de fundo é removida por filtração. Os métodos de filtragem do ruido são bem conhecidos dos especialistas com competência.

Num dos exemplos do método da invenção o método compreende a gravação da posição como uma função de dados de tempo de um objecto movivel e de preferência os dados gravados são ou podem ser utilizados para análise posterior de uma ocorrência.

Se, por exemplo, uma estrutura estacionária monitorizada for subitamente sujeita a danificação da posição gravada como uma função de dados de tempo, de preferência em combinação com dados de vibração gravados, poderá ser utilizada para analisar o acidente e, opcionalmente, identificar o objecto movivel. Por exemplo, pode ser que o operador do objecto movivel tenha ignorado um alarme e que o dano possa ser reclamado ao operador ou ao proprietário do objecto movivel. 0 método compreende que o computador compare a posição como uma função dos dados de tempo com os dados de vibração correlacionados no mesmo momento e com base nesta correlação se estime se as vibrações detectadas pelo sensor de vibração num dado momento foram ou compreendiam vibrações causadas por um objecto movivel.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o método compreende a determinação da direcção de uma vibração em relação ao sensor de vibração e/ou em relação à estrutura estacionária. 0 método de determinação da direcção de vibração pode, por exemplo, ser como acima descrito.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o sistema compreende um arranjo matricial de sensores, por exemplo na forma de uma matriz de sensores discretos ou na forma de um sensor de fibra distribuído ou quasi-distribuído, o método compreende a determinação de uma direcção, a distância e/ou velocidade de um objecto emissor de vibração, o objecto emissor de vibração sendo opcionalmente o objecto movível.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o método compreende o feixe formando os dados de vibração a partir do arranjo matricial de sensores, por exemplo como acima descrito.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o sistema de monitorização da integridade é um sistema de monitorização da integridade em mar alto, o método compreende a determinação da integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura submarina.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o método compreende que o computador esteja em comunicação com um Sistema de Identificação Automática (AIS) .

Num dos modelos de realização do método da invenção, o sistema é um sistema de monitorização da integridade em mar alto, e o método compreende a comparação da posição como uma função de dados de tempo com os dados de vibração correlacionados no mesmo momento, de modo que pode ser pelo menos estimado se as vibrações detectadas pelo sensor de vibração num dado momento foram ou compreenderam vibrações causadas por um barco identificado.

Num dos exemplos do método da invenção, o método compreende o armazenamento de pelo menos algumas das vibrações como uma função de dados de tempo e pelo menos algumas das posições como uma função de dados de tempo obtidos pelo computador numa memória da base de dados, e assim construindo uma colecção de dados, por exemplo, como acima descrito. 0 método da invenção pode compreender, adicionalmente, a utilização da base de dados, por exemplo como mencionado ou descrito acima.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o método compreende a acção de obter e/ou conseguir dados adicionais, os dados adicionais podem ser como acima descrito e, por exemplo compreendem pelo menos um de entre a identificação única, o rumo, a velocidade, a direcção de movimento, os avisos, as condições meteorológicas e as previsões/perspectivas dos dados mencionados.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o método compreende o cálculo de um perigo potencial de danificação da estrutura estacionária por um objecto movivel ou equipamento associado com um objecto movivel. 0 cálculo é de preferência baseado em pelo menos alguns dos dados de vibração e de posição como uma função de dados de tempo e opcionalmente outros dados a partir de uma memória da base de dados, por exemplo qualquer dos dados acima mencionados.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o método compreende a associação dos dados de vibração e, em particular, os dados de vibração que compreendem um elevado nivel de vibração, com um perigo potencial de danificação da estrutura estacionária, tal como uma estrutura submarina por um objecto ou equipamento associado com um objecto movivel, tal como um barco ou equipamentos de barco.

Num dos modelos de realização do método da invenção, o método compreende a activação de um alarme, por exemplo, como acima descrito. 0 alarme pode por exemplo ser activado por perigo corrente ou potencial de danificação da estrutura estacionária. 0 computador é de preferência disposto em arranjo para calcular o perigo corrente ou potencial de danificação da estrutura estacionária, de preferência baseado em pelo menos alguns dos dados de vibração e pelo menos alguns da posição como uma função de dados de tempo. 0 método da invenção compreende preferencialmente a regulação do sistema para activar o alarme pela detecção de dados de vibração com um padrão pré-definido e/ou com um nivel de vibração acima de um ponto de estabelecimento de máxima vibração para a redução de falso alarme.

Num dos exemplos do método da invenção o método compreende a calibração dos dados de vibração para o padrão de vibração normal da estrutura estacionária.

Num dos modelos de realização do método da invenção em que o sistema é um sistema mar alto e compreende uma memória da base de dados na comunicação de dados com o computador, a memória da base de dados compreende uma curva de calibração para o padrão de vibração versus a distância do barco para um ou mais barcos ou tipo de barcos, e o método compreende o cálculo da distância para um barco que passe e/ou o cálculo da alteração do nivel de material de cobertura por cima da estrutura submarina, por exemplo como descrito acima.

BREVE DESCRIçãO DOS DESENHOS A invenção será em baixo mais completamente explicada em conexão com um modelo de realização preferido e com referência aos desenhos nos quais: FIG. 1 é uma ilustração esquemática de uma parte de um sistema de monitorização de integridade da invenção em que a estrutura estacionária é uma secção de uma tubagem. FIG. 2 é uma ilustração esquemática de um sistema de monitorização de integridade em mar alto da invenção. FIG. 3 é uma ilustração esquemática de um sistema combinado de controlo de integridade em mar alto e em terra da invenção. FIG. 4 é uma ilustração esquemática de um sistema de monitorização de integridade em mar alto da invenção em que o sistema compreende vários sensores de fibra e a estrutura submarina é parcialmente enterrada e parcialmente descoberta. FIG. 5 é uma ilustração esquemática de um sistema de monitorização de integridade em mar alto da invenção em que o sistema compreende sensores pontuais e a estrutura submarina +e uma coluna ascendente FIG. 6 é uma ilustração esquemática de um sistema de monitorização de integridade em mar alto da invenção em que o sistema compreende sensores integrados e a estrutura submarina é colocada no fundo do mar. FIG. 7 é uma ilustração esquemática de um sistema de monitorização da integridade em mar alto da invenção, vista a partir de uma distância proveniente de cima, onde são mostrados vários barcos, alguns dentro da distância seleccionada e alguns fora dela. FIG. 8 é uma ilustração esquemática de um sensor de vibração e um principio de formação de feixe. FIG. 9 é uma ilustração esquemática de um modelo de realização do método da invenção em que o sistema de monitorização de integridade é um sistema de monitorização de integridade em mar alto.

As figuras são esquemáticas e podem ser simplificadas para maior clareza. Ao longo delas, os mesmos números de referência são utilizados para peças idênticas ou correspondentes.

Outro âmbito de foco da aplicação da presente invenção tornar-se-á evidente a partir da descrição detalhada aqui dada a seguir. No entanto, deve ser entendido que a descrição detalhada e exemplos específicos, embora indicando modelos de realização preferidos da invenção, são dados apenas a título de ilustração, enquanto várias alterações e modificações no espírito e âmbito da invenção tornar-se-ão evidentes para os especialistas com competência na tecnologia a partir desta descrição detalhada. 0 sistema de monitorização de integridade mostrado na Fig. 1 está adaptado para monitorizar a integridade de pelo menos uma secção de comprimento de uma tubagem 1. 0 sistema de monitorização de integridade compreende um sensor de fibra 2 enrolado helicoidalmente em torno da tubagem 1. 0 sensor de fibra é ou compreende um sensor de vibração, por exemplo, como acima descrito. 0 sensor de fibra está conectado a um sistema de sensor não mostrado para fornecer luz ao sensor e para receber e opcionalmente analisar os sinais resultantes. 0 sistema de monitorização de integridade também compreende um computador 3, que neste exemplo é ilustrado como um computador pessoal, mas como explicado o computador pode ser qualquer outro elemento ou combinação de elementos que possam executar a computação prescrita. 0 sistema de monitorização de integridade compreende meios de transmissão não mostrados para transmitir dados de vibração provenientes do sensor de vibração 2 para o computador 3. Estes meios de transmissão podem ser proporcionados por uma conexão directa do sensor de fibra 2 ao computador 3, por transmissão em modo de sem fios e/ou por quaisquer outros meios, por exemplo como acima descrito. 0 sistema de monitorização de integridade está ainda disposto em arranjo para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo de objectos moviveis 4a, 4b que compreendem um transmissor 5 para o computador 3 quando os objectos movíveis 4a estão dentro de uma distância seleccionada 6a, 6b, aqui ilustrado com linhas a tracejado, para a monitorização de um sítio que neste modelo de realização é o sítio ocupado pela tubagem 1.

Os objectos movíveis 4a, 4b podem ser, por exemplo, serem veículos e/ou ferramentas, por exemplo, como acima descrito. Os objectos movíveis 4a, 4b compreendem antenas 5 que por utilização das quais podem transmitir os seus dados de posição ou a posição como uma função de dados de tempo, por exemplo, para serem recebidos directamente pelo computador 3 ou por via de um outro sistema tal como a Internet ou um sistema central de recolha de dados, o qual ainda pode transmitir a posição como uma função dos dados de tempo para o computador 3.

Conforme ilustrado, a distância seleccionada 6a, 6b para o sítio de monitorização não necessita de ser equidistante em todas as direcções a partir do sítio de monitorização, mas pode muitas vezes ser maior numa direcção (por exemplo, a direcção a partir do sítio de monitorização e em direcção á distância seleccionada 6a) a partir do sítio de monitorização do que noutra direcção (por exemplo, a direcção a partir do sítio de monitorização e em direcção á distância seleccionada 6b) a partir do sítio de monitorização. 0 computador neste modelo de realização está prescrito e programado para comparar os dados de vibração com a posição como uma função de dados de tempo e assim estimar, se o objecto movivel 4a dentro da distância seleccionada 6a, 6b, está em risco de danificar a tubagem 1. 0 sistema de monitorização de integridade mostrado na Fig. 2 é um sistema de monitorização de integridade em mar alto e está adaptado para monitorizar a integridade de pelo menos uma secção de comprimento do cabo enterrado 11. 0 cabo enterrado 11 está coberto com material de cobertura no fundo do mar 17. Justamente por cima do cabo 11 está um sensor de vibração 12 na forma de um sensor de fibra enterrado. 0 sensor de fibra 12 está conectado a um sistema de sensor não mostrado para fornecer luz ao sensor e para receber e opcionalmente analisar os sinais resultantes. A linha 10 ilustra uma linha entre a terra e o mar alto. A linha 18 ilustra a superfície do mar. O sistema de monitorização de integridade em mar alto compreende um computador 13 como em cima divulgado. Este computador 13 neste modelo de realização está disposto em arranjo terra, por exemplo num sítio de vigilância central onde opcionalmente os vários sistemas de monitorização de integridade da invenção são mantidos sob vigilância. As transmissões, de dados de vibração/vibração como uma função de dados de tempo e a posição como uma função de dados de tempo, podem ser realizadas como acima descrito. A FIG. 3 mostra um sistema combinado de monitorização de integridade em mar alto e em terra da invenção. 0 sistema combinado de monitorização de integridade em terra/mar alto está adaptado para monitorizar a integridade de pelo menos uma secção de comprimento de uma tubagem 21 compreendendo uma secção de tubagem em terra 21a e uma secção de tubagem em mar alto 21b. A parte de terra do sistema de monitorização de integridade compreende um elemento de obtenção de dados 20a compreendendo um receptor e transmissor para receber sinais de objectos movíveis em terra 24a e opcionalmente a partir de objectos movíveis 24b em mar alto. No modelo de realização mostrado, um objecto movivel em terra 24a é ilustrado como um veiculo de trabalho com uma ferramenta de escavação 29a e um transmissor 25a, e um objecto movivel em terra 24b é mostrado como um barco com uma âncora rebaixada 29b e um transmissor 25b. A parte de mar alto do sistema de monitorização de integridade compreende um elemento não ilustrado de obtenção de dados 20b disposto em arranjo para obter a posição como uma função de dados de tempo a partir do AIS como acima descrito. A posição em função dos dados de tempo obtidos tanto a partir do elemento de obtenção de dados em terra 20a como do elemento de obtenção de dados em mar alto 20b são transmitidos para um primeiro computador 23(1) onde a irrelevante posição como uma função dos dados de tempo é ordenada e a posição relevante como uma função de dados de tempo opcionalmente pode ser armazenada. A posição relevante como uma função de dados de tempo opcionalmente em forma retardada é transferida para um segundo computador 23(2) para análises adicionais como abaixo descrito. 0 sistema combinado de monitorização de integridade em mar alto e em terra da invenção compreende um sensor de vibração 22 na forma de um sensor de fibra com uma secção de sensor de vibração em terra 22a e uma secção de sensor de vibração em mar alto 22b. 0 sensor de vibração 22 está conectado a um sistema sensor 22c para fornecer luz ao sensor e para receber e, opcionalmente, analisar e/ou armazenar os sinais de vibração resultantes. Os sinais de vibração são transferidos para o segundo computador 23(2) quer em tempo real como sinais de vibração como tal ou quer em tempo real ou retardados como vibração como uma função de dados de tempo.

Os dados adicionais, tais como os dados relacionados com o tempo ou outros como acima descritos, podem ser transmitidos para o segundo computador 23(2) quer através do elemento de obtenção de dados em terra 20a e/ou do elemento de obtenção de dados em mar alto 20b e/ou por via de um outro elemento de obtenção 20(1). 0 segundo computador 23(2) compreende um software para comparar a vibração como uma função de dados de tempo com a posição como uma função de dados de tempo relacionados ao mesmo momento e com base nesta comparação e opcionalmente dados adicionais calculam o risco de danos da tubagem 21, 21a, 21b em terra bem como em mar alto. 0 segundo computador 23(2) está no modelo de realização mostrado em comunicação de dados com um terceiro computador 23(3) que é um computador de vigilância e de preferência compreende um monitor e um indicador de alarme. Vários sistemas de monitorização de integridade podem ser acoplados ao mesmo computador de vigilância o qual pode, por exemplo, ser mantido sob vigilância por um operador o qual, por exemplo, também está a manter outros computadores de vigilância sob vigilância. Se um alarme for desligado, o operador pode imediatamente avisar objetos moviveis de que podem estar em risco de danificar uma tubagem. Por exemplo, se um capitão num barcoo 24b se esqueceu de levantar a sua âncora 29b e é arrastada sobre o fundo do mar dentro da distância seleccionada para o sítio de monitorização, isto pode provocar disparar um alarme e o operador pode imediatamente identificar o barco 24b e avisar o capitão, de modo que o capitão possa levantar a âncora 29b antes de danificar a tubagem 22b. A Fig. 4 ilustra um sistema de monitorização de integridade em mar alto visto numa vista em perspectiva. 0 plano 38 ilustra a superfície do mar e o plano 37a, 37b ilustra o fundo do mar. 0 sistema de monitorização de integridade em mar alto compreende 3 sensores de vibração ópticos 32a, 32b, 32c dispostos em arranjo de modo paralelo a uma tubagem 31a, 31b para ser integralmente monitorizada.

As distâncias mostradas MDa, MDb, MDc indicam as distâncias de montagem de respectivamente os sensores de vibração 32a, 32b e 32c.

Os sensores de vibração 32a, 32b e 32c estão conectados a um sistema de sensor 32d para fornecer luz ao sensor e para receber e opcionalmente analisar e/ou armazenar os sinais de vibração resultantes. 0 sistema de monitorização de integridade em mar alto compreende também um computador 33. 0 computador 33 compreende hardware e software para obter a posição como uma função de dados de tempo a partir do AIS como indicado no desenho e como acima descrito. Os sinais de vibração obtidos pelos sensores de vibração 32a, 32b e 32c são transferidos para o computador 33 para análise e comparação com a posição como uma função de dados de tempo como acima descrito e opcionalmente para gravar os vários dados. A Fig. 4 mostra ainda um barco 34 com um transmissor 35 e uma âncora 39.

Conforme indicado pela secção riscada 37b do fundo do mar 37a, 37b, uma parte da tubagem 31b e partes dos sensores de vibração 32a, 32b e 32c são enterradas, enquanto na secção não riscada 37a do fundo do mar 37a, 37b, a tubagem 31a e os sensores de vibração 32a, 32b e 32c estão a descoberto. A secção de tubagem não coberta 31a pode, de preferência, ser entrincheirada em particular na área a descoberto sendo uma disposição de arranjo escolhida.

Tal tubagem a descoberto é relativamente sensível e pode ser facilmente danificada por uma âncora que seja arrastada sobre o fundo do mar. Se o barco 34 se aproximar da tubagem 31a, 31b na área não coberta 31a, o sensor 32a mais próximo da âncora 39 do barco 34 irá detectar a âncora 39 e a sua direcção de movimento e irá transferir os dados de vibração detectados para o computador 33. 0 computador também irá obter a posição como uma função dos dados de tempo a partir do barco 34 e, pela comparação destes dados, pode ser calculado se a tubagem 31a irá estar em risco de ser danificada pela âncora 39 e, se assim for, o barco 34 pode ser avisado.

Se por exemplo a parte descoberta da tubagem não é uma estrutura que fosse intencionada, mas o material de cobertura foi removido ao longo do tempo, por exemplo por barcos que passam sobre a tubagem 31 num canal de navegação, o sistema de monitorização de integridade em mar alto pode compreender uma memória da base de dados com uma curva de calibração para o padrão de vibração versus a distância do barco para um ou mais barcos ou tipos de barcos.

Pela utilização desta curva de calibração, o sistema de monitorização de integridade é capaz de reconhecer um padrão de vibração, de tal modo que pode ser detectado se a tubagem tiver sido colocada a descoberto na parte de intercedência pelos barcos de passagem. Se o sistema de monitorização da integridade em mar alto puder reconhecer o padrão de vibração, pode calcular a direcção, a velocidade e outras, e o computador 33 do sistema de monitorização de integridade em mar alto compreende de preferência software para calcular a alteração do nível de material de cobertura por cima da estrutura submarina 31a, 31b. A Fig. 5 mostra uma estrutura submarina 41, por exemplo como acima descrito (cabo/tubagem) conectado a uma estrutura em mar alto 49a, 49b, tal como uma plataforma colocada no fundo do mar 47. A estrutura em mar alto 49a, 49b compreende uma parte 49a abaixo da superfície do mar 48 e uma parte 49b acima da superfície do mar 48. Um número de sensores de vibração de ponto 42a, 42b, 42c são colocados na parte sob a superfície do mar da estrutura em mar alto 49a. Um barco 44 está a aproximar-se da estrutura em mar alto 49a, 49b, por exemplo para atracação com a estrutura em mar alto 49a, 49b.

Os sensores de vibração de ponto 42a, 42b e 42c são uma parte de um sistema de monitorização de integridade da invenção e estão a transmitir dados de vibração para um computador não mostrado, onde os dados de vibração são comparados com a posição como uma função dos dados de tempo obtidos a partir de AIS dos barcos que se aproximam.

No caso do barco 44 estar em perigo de danificar a estrutura submarina 41 o sistema de monitorização de integridade pode activar um alarme como acima descrito. A Fig. 6 ilustra um sistema de monitorização de integridade em mar alto visto numa vista em perspective. 0 plano 58 ilustra a superfície do mar e o plano 57 ilustra o fundo do mar. 0 sistema de monitorização de integridade em mar alto compreende um sensor de vibração óptica 52 (mostrado como uma linha a ponto-traço) integrado na estrutura submarina 51. A estrutura submarina 51 está entrincheirada, de tal modo que não se sobressai acima do fundo do mar 57. 0 sistema de monitorização de integridade compreende ainda o computador não mostrado, meios de transmissão não mostrados para transmitir os dados de vibração provenientes do sensor de vibração 52 para o computador, meios não mostrados para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo de um objecto movível 54 compreendendo um transmissor 55 para o computador. No modelo de realização mostrado, o objecto movivel 54 tem a forma de um barco 54 e compreende um transmissor e uma âncora 59, a qual é arrastada sobre o fundo do mar 57. 0 sistema de monitorização da integridade em mar alto funciona como acima descrito. 0 sistema de monitorização de integridade mostrado na Fig. 7 está adaptado para monitorizar a integridade de pelo menos uma secção de comprimento de uma estrutura submarina 61. 0 sistema de monitorização de integridade compreende um sensor de vibração de fibra 61 colocado imediatamente adjacente à estrutura submarina 62. 0 sensor de vibração de fibra pode ser como acima descrito. 0 sensor de vibração de fibra está conectado a um sistema de sensor não mostrado para fornecer luz ao sensor e para receber e opcionalmente analisar os sinais resultantes. 0 sistema de monitorização de integridade compreende também um computador não mostrado e vários meios de transmissão e meios de obtenção, como acima descrito. A estrutura submarina 61 e o sensor 62 estão ligados a uma estrutura em mar alto 69, tal como uma plataforma, por exemplo, como descrito na Fig. 4. 0 sistema de monitorização de integridade está disposto em arranjo para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo de objectos moviveis 64a, 64b compreendendo transmissores, não mostrados, para o computador não mostrado quando os objectos moviveis 64a estão dentro de uma distância seleccionada SD, ilustrada aqui com linha a tracejado 66, para um sitio de monitorização que neste modelo de realização é o local ocupado pela estrutura submarina 61.

Conforme observado na Fig. 7 alguns dos barcos 64b estão fora da área das linhas a tracejado 66 indicando a área dentro da distância seleccionada SD para o sitio de monitorização e neste do modelo de realização a posição como uma função dos dados de tempo, para estes barcos 64b que fiquem fora da linha a tracejado 66, não será obtida e transmitida ao computador não mostrado, enquanto a posição como uma função dos dados de tempo para os barcos 64a dentro da distância seleccionada SD, rodeada pelas linhas a tracejado 66 será obtida e transmitida ao computador não mostrado. A área tracejada 60 indica uma zona de protecção 60 e o sistema de monitorização de integridade é regulado de tal modo que um alarme é activado se/quando, uma média de ruido de um barco de 4 0 t ou um barco que emita um som de cerca de 100 db, está dentro da zona de protecção 60.

Numa variação do modelo de realização mostrado na Fig. 7 a zona alongada rodeada pela linha a tracejado 66 é essencialmente paralela à estrutura submarina e a estrutura submarina é aplicada no seu eixo central, de preferência com a estrutura mar alto 69 disposta essencialmente no centro da extremidade curva da zona alongada. A Fig. 8 mostra um principio de formação de feixe que pode ser utilizado no sistema de monitorização de integridade da invenção. A formação do feixe pode, por exemplo ser utilizada num método de estimação da distância entre uma estrutura estacionária e um objecto movivel ou uma ocorrência de emissão de ruído por um objecto movível, por exemplo um batido de queda de âncora. 0 sistema de monitorização de integridade pode, por exemplo, ser o sistema de monitorização de integridade mostrado na Fig. 3. Quando o barco 24b deixa cair a âncora 29b, a distância para o barco 24b e a âncora 29b pode ser estimada/calculada utilizando a formação de feixe dos sinais de saída do sensor de fibra 22b. Os sinais de saída são etiquetados por ..., N-2, N-l, N, N+l, N+2, ... em relação a secções de comprimento do sensor 22b. Um comprimento típico de uma secção N é de 1 a 10 m. A distância entre as secções é fixada, os valores típicos são de 1 a 3 m.

Os sinais de saída de um arranjo matricial de um número de secções (por exemplo, 4) , as secções são processadas em conjunto e são gerados sinais orientados para o espaço (feixes, por exemplo 5), para cada arranjo matricial com o número ..., K-l, K, K +1, .... Isso permite a estimação da direcção de uma onda sonora de entrada.

Se, por exemplo a âncora 29b é deixada cair no fundo do mar, é determinada a secção com o nível de saída mais elevado. Se, por exemplo, esta secção é o número N pertencente ao arranjo matricial K. então, são analisados os sinais de saída de um arranjo matricial na vizinhança do arranjo matricial K e é determinada uma estimação da distância da ocorrência por rolamento transversal.

Este método pode, por exemplo, ser simplificado para rácios de sinal/ruído elevados deixando de fora o processamento do arranjo matricial. Se uma âncora é arrastada no fundo do mar, é determinada a secção com o nível de saída mais alto (N) . 0 sinal de saída de uma segunda secção (por exemplo, com o número N+5) é analisado e correlacionado com o sinal de saída da secção N. A diferença de tempo entre os dois sinais é utilizada para estimar a distância da ocorrência. A Fig. 9 mostra um diagrama de um método de processamento da invenção. Um sensor de vibração 82a está conectado a um sistema de sensor 82b para fornecer luz ao sensor e para receber os sinais de vibração resultantes. Os dados de tempo são obtidos pelo sistema de sensor, por exemplo, a partir de uma unidade de definição de tempo 80 ou de um relógio não mostrado incorporado no sistema de sensor 82b. Os dados de vibração são correlacionados com os dados de tempo para proporcionar a vibração como uma função de dados de tempo. A vibração como uma função de dados de tempo é transmitida para um primeiro computador 83(1) onde a vibração como uma função de dados de tempo é ordenada, opcionalmente filtrada para remover ruído estacionário e é ainda analisada, por exemplo por formação de feixe. A vibração analisada como uma função de dados de tempo é transferida para uma primeira memória da base de dados 89a. A primeira memória da base de dados 89a pode também armazenar a vibração não analisada como uma função de dados de tempo. A vibração analisada como uma função de dados de tempo é também transferida para um segundo computador 83(2) onde é comparada com outros dados.

Simultaneamente, um primeiro elemento de obtenção de dados 90a obtém a posição como uma função de dados de tempo e opcionalmente outros dados do AIS. Os dados de tempo são obtidos pelo primeiro elemento de obtenção de dados 90, por exemplo a partir de uma unidade de definição de tempo 80 ou a partir de um relógio não mostrado incorporado no sistema de sensor 82b. A posição como uma função dos dados de tempo é correlacionada com os dados de tempo obtidos para assegurar que os dados de vibração e os dados de posição se correlacionam com os dados de tempo harmonizados. A posição como uma função de dados de tempo é transmitida a um segundo elemento de obtenção de dados 90b, cujo segundo elemento de obtenção de dados 90b também obtém dados de outras fontes, tais como provenientes da Internet e a partir de uma estação meteorológica. 0 segundo elemento de obtenção de dados 90b também pode obter dados de tempo como o primeiro elemento de obtenção de dados 90a.

Os dados provenientes do segundo elemento de obtenção de dados 90b são transmitidos para um elemento de filtro 88, onde os dados irrelevantes são filtrados. 0 filtro pode ser regulado na dependência dos dados armazenados na primeira memória da base de dados. Deste modo, o ruido detectado pelo sensor de vibração 82a influencia quais os dados que serão filtrados.

Os dados filtrados são transmitidos para um terceiro computador 83(3). 0 segundo computador 83(2) e o terceiro computador 83(3) estão, num modelo de realização, misturados num único computador e num outro modelo de realização - o modelo de realização mostrado - o segundo computador 83(2) e o terceiro computador 83(3) trocam dados. No segundo computador 83(2) os dados são ordenados e organizados e transmitidos para uma segunda memória da base de dados 89b, bem como para um monitor de operador 87. No terceiro computador 83(3) a posição como uma função dos dados de tempo e a vibração como uma função de dados de tempo são comparadas e simultaneamente outros dados são correlacionados entre si e no mesmo computador ou num quarto computador 84(4) (como no modelo de realização mostrado), é realizada uma avaliação de ameaças e o resultado é transmitido para o monitor. Simultaneamente, o quarto computador 84(4) pode opcionalmente activar um alarme depois de uma confirmação de um operador, que está a manter o monitor 87 sob vigilância. 0 quarto computador 83(4) também pode receber os dados provenientes da segunda memória da base de dados 89b para avaliar as ameaças, ou para executar análises suplementares. A vibração como uma função de dados de tempo pode também ser transmitida a partir do primeiro computador 83(1) para a segunda memória da base de dados 89b e/ou para o monitor 87.

As figuras são esquemáticas e para maior clareza podem ser simplificadas. Ao longo deste documento, os mesmos números de referência são utilizados para peças idênticas ou correspondentes.

Alguns dos modelos de realização preferidos foram acima mostrados, mas deve ser sublinhado que a invenção não se limita a estes, mas pode ser incorporada de outras formas dentro da matéria objectivada definida nas reivindicações seguintes.

Claims (17)

REIVINDICAÇÕES

1. Um sistema de monitorização de integridade para monitorizar a integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) compreendendo o sistema pelo menos um sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) adaptado para detectar a vibração como uma função do tempo, um computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), meios de transmissão adaptados para transmitir dados de vibração a partir de pelo menos um sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b , 42c, 52, 62) ao computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23 (3), 33) , os meios adaptados para obter e transmitir a posição como uma função de dados de tempo de um objecto movivel (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) ao referido computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), quando o referido objecto movivel (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) compreende um transmissor (5, 25a, 25b, 35, 55) e está dentro de uma distância seleccionada (6a, 6b, SD) para um sitio de monitorização onde o sitio de monitorização compreende pelo menos uma parte da estrutura estacionária (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) e o pelo menos um sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) está disposto em arranjo para detectar as vibrações dentro do referido sitio de monitorização, e o referido o pelo menos um sensor de vibração está adaptado para transmitir os referidos dados de vibração para o computador (3, 13, 23 (1), 23(2), 23(3), 33) como a vibração como uma função de dados de tempo ou o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) está adaptado para gerar a vibração como uma função dos dados de tempo a partir dos referidos dados de vibração, caracterizado pelo facto de o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) compreender hardware e que está programado para comparar a vibração como uma função de dados de tempo com a posição como uma função de dados de tempo correlacionados no mesmo momento, de preferência a estrutura estacionária (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) é uma estrutura essencialmente fixa, a estrutura (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) é de preferência a estrutura aplicada por ser uma estrutura submarina (11, 21b, 31b colocada no fundo do mar ou enterrada e/ou por ser uma estrutura submarina entrincheirada (31b, 51).

2. O sistema de monitorização de integridade de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a estrutura estacionária (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) ser ou compreender um cabo, uma tubagem e/ou uma fibra óptica, a estrutura estacionária opcionalmente é ou compreende um molho de cabos.

3. 0 sistema de monitorização da integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) ser um sensor acústico tal como um microfone, um hidrofone, um sismómetro e/ou um sensor acústico de fibra óptica.

4. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) ser um sensor de vibração distribuída, de preferência o sensor de vibração compreende um sensor de fibra óptica, o sensor de fibra óptica é disposto em arranjo para funcionar por efeito de retrodispersão, tal como a Retrodispersão de Brillouin, a Retrodispersão de Raman ou a Retrodispersão de Rayleigh.

5. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de os meios para obter e transmitir a posição como uma função dos dados de tempo de um objecto movível (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) compreenderem um receptor (20a) capaz de receber a posição em função de dados de tempo directamente a partir do transmissor do objecto movivel (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) , por via de transmissão Internet, por via satélite e/ou por via de uma antena externa, sendo o receptor opcionalmente uma parte integrada do computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) ou estando em comunicação em modo sem fios ou por fibra óptica com o computador (3, 13, 23 (1), 23 (2), 23 (3), 33) .

6. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) compreender hardware e software compreendendo pelo menos um processador para comparar a posição como uma função de dados de tempo com os dados de vibração correlacionados no mesmo momento, de tal modo que ela pode ser pelo menos estimada se as vibrações detectadas pelo sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) num dado momento forem ou compreenderem as vibrações causadas por um objecto movivel (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b), tal como um barco.

7. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o sistema estar adaptado para determinar a direcção de uma vibração em relação ao sensor de vibração (32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c) e/ou em relação à estrutura estacionária (31a, 31b, 41, 49a, 49b).

8. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de compreender pelo menos um sensor de vibração de fibra óptica (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62), em que o sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) é um sensor distribuído ou quasi-distribuído em que o sensor de vibração de fibra óptica e/ou o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) está adaptado para obter e opcionalmente processar os sinais de saída a partir de uma multiplicidade de secções de comprimento seleccionadas N do sensor de vibração de fibra óptica, de preferência o sistema está disposto em arranjo de modo a executar uma função de formação de feixe sobre os dados de vibração a partir do arranjo matricial de sensores ou do sensor distribuído ou quasi-distribuído.

9. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de o sistema compreender um arranjo matricial de sensores, por exemplo sob a forma de uma matriz de sensores discretos (42a, 42b, 42c) ou sob a forma de um sensor de fibra distribuído ou quasi- distribuído (32a, 32b, 32c), o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) está adaptado para obter e processar os dados de vibração a partir da disposição em arranjo de sensores, o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) compreende software para determinar uma direcção, a distância e/ou a velocidade de um objecto emissor de vibrações, sendo o objecto emissor de vibração opcionalmente o objecto movível (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) .

10. 0 si sterna de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o sistema de monitorização de integridade ser um sistema de monitorização de integridade em mar alto, sendo que a estrutura estacionária (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) é uma estrutura submarina e o objecto movivel (4a, 4b, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) é um barco.

11. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de os meios para obter e transmitir a posição como uma função dos dados de tempo para o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) compreende a obtenção de dados a partir de um Sistema de Identificação Automática (AIS), sendo os dados obtidos directamente a partir do transmissor do barco, através de transmissão via Internet, através de um serviço de tráfego de barcos (VTS) e/ou através de uma antena externa, sendo o transmissor do barco um transponder.

12. O sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 10 a 11, caracterizado pelo facto de a distância seleccionada para o sitio de monitorização proporciona uma área horizontal seleccionada, o sistema está disposto em arranjo de tal modo que o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) está a obter a posição como uma função dos dados de tempo provenientes de barcos com transmissor (5, 25b, 35, 55) dentro da referida área horizontal seleccionada.

13. O sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 10 a 12, caracterizado pelo facto de os meios para determinar e transmitir a posição como uma função dos dados de tempo para o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) compreender a obtenção de dados a partir de um Sistema de Identificação Automática (AIS), o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) está disposto em arranjo para obter dados adicionais a partir de AIS ou a partir de um outra fonte, os dados adicionais compreendem pelo menos um de entre a identificação única, o rumo, a velocidade, a direcção de movimento, os avisos, as condições meteorológicas e as previsões/perspectivas dos dados mencionados, os dados adicionais compreendem de preferência pelo menos uma identificação única.

14. 0 si sterna de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 10 a 13, caracterizado pelo facto de o sistema compreender ainda um alarme disposto em arranjo para ser activado por perigo corrente ou potencial de danificação da estrutura submarina (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69), o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) está disposto em arranjo para calcular o perigo corrente ou potencial de danificação da estrutura submarina (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69), de preferência com base em pelo menos alguns dos dados de vibração e a posição como uma função dos dados de tempo, de preferência, o sistema é regulado para activar o alarme pela detecção de dados de vibração com um padrão pré-definido e/ou com um nível de vibração acima de um ponto de estabelecimento de vibração máxima para a redução de falso alarme.

15. 0 sistema de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 10 a 14, caracterizado pelo facto de a estrutura submarina (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) compreender uma estrutura submarina enterrada ou entrincheirada, o sistema compreende uma memória da base de dados na comunicação de dados com o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), a memória da base de dados compreende uma curva de calibração para o padrão de vibração versus a distância do barco para um ou mais barcos ou tipos de barcos, o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23 (3), 33) compreende um software para calcular uma alteração do nivel de material de cobertura por cima da estrutura submarina (1, 11, 21, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) .

16. O si sterna de monitorização de integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores de 1 a 9, caracterizado pelo facto de o sistema de monitorização de integridade ser um sistema de monitorização de integridade em terra, a estrutura estacionária (21a) é uma estrutura não submarina, de preferência compreendendo um cabo e/ou uma tubagem, de preferência o objecto movivel (24a) é um veículo, um avião ou uma ferramenta motorizada que compreende um sistema de posicionamento, tal como a posição de obtenção GPS (Sistema de Posicionamento Global) e opcionalmente detalhes de movimento, e um transmissor, disposto em arranjo para transmitir os dados para o computador (23 (1), 23(2), 23(3)), de preferência em conjunto com uma identificação única do objecto movível (24a) .

17. Um método para monitorizar a integridade de pelo menos uma parte de uma estrutura estacionária (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69) o método compreendendo (i) proporcionar pelo menos um sensor de vibração para detectar a vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) como uma função do tempo; (ii) proporcionar um computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33); (iii) proporcionar meios de transmissão para transmitir dados de vibração a partir do sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) ao computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33), em que os referidos dados de vibração são transmitidos ao computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) como uma função de dados de tempo ou o computador (3, 13, 23(1), 23(2), 23(3), 33) gera vibração em função de dados de tempo a partir dos referidos dados de vibração; (iv) dispor em arranjo o referido sensor de vibração (2, 12, 22, 22a, 22b, 32a, 32b, 32c, 42a, 42b, 42c, 52, 62) para detectar vibrações dentro de um sítio de monitorização compreendendo pelo menos uma parte da estrutura estacionária (1, 11, 21, 21a, 21b, 31a, 31b, 41, 49a, 49b, 51, 61, 69); (v) obter uma posição como uma função de dados de tempo de um objecto movível (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) que compreende um transmissor quando o referido objecto movível (4a, 4b, 24a, 24b, 34, 44, 54, 64a, 64b) estiver dentro de uma distância seleccionada para o referido sítio de monitorização; (vi) proporcionar ao referido computador (3, 13, 23 (1), 23 (2), 23 (3), 33) comparar os dados de vibração com a posição como uma função de dados de tempo correlacionados no mesmo momento, em que o método compreende a utilização de um sistema de monitorização da integridade de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 16.