Leakage detection in civil pipelines due to defective junctions

Asset monitoring, especially infrastructure monitoring such as water distribution pipelines, is becoming increasingly critical for utility owners who face new challenges due to an aging network. In Italy, just in the 2015, approximately 3200 mega liters (〖10〗^6) were wasted due to failure or leaks in water pipelines. Various techniques can be used for the monitoring of water distribution networks. One of the most recent and prominent leakage detection techniques uses vibration monitoring, demonstrating that this technique is an effective tool for leakage detection purpose. This paper validates the effectiveness the vibration monitoring for leakage detection purpose, demonstrating that it is possible to take benefit of the vibration level produced non- only by the flow rate within the pipe, but also in the presence of a background noise. Moreover, it proves that in the leaking conditions the vibrations level along the critical direction is higher in comparison to the one in non-leaking conditions, especially at high frequencies. Finally, an attention is addressed to the underground operative conditions to find out the differences with respect to the conditions of the pipe at free surface in laboratory.

Il monitoraggio delle infrastrutture, in particolare quelle delle condotte di distribuzione dell’acqua, sta diventando un problema sempre più critico per i gestori delle reti idriche che devono fronteggiare le sfide causate dall’invecchiamento delle condotte. Questo problema è molto diffuso in paesi sviluppati come l’Italia, dove nell’anno solare 2015, più di 3 miliardi di acqua sono state disperse nelle reti idriche per via di rotture non percepite dai gestori. Tuttavia, esistono tante tecniche che permettono di monitorare lo stato delle reti idriche. Una delle più promettenti tra queste utilizza la tecnica di monitoraggio tramite il rilevamento delle vibrazioni prodotte sul tubo stesso. La presente tesi si propone di validare l’efficienza di questa tecnica, dimostrando che è possibile sfruttare anche l’energia contenuta nelle vibrazioni prodotte dal passaggio del fluido all’interno del tubo per monitorare lo stato del tubo stesso, senza l’utilizzo di un’ausiliare fonte di energia. Inoltre questa tesi dimostra che in condizioni di perdite sul tubo, le vibrazioni prodotte sul tubo sono di gran lunga maggiori che in condizioni di tubo sano. Infine, un’attenta analisi è stata effettuata per individuare le differenze del rilevamento delle vibrazioni che ci possono essere in condizione di tubo interrato.