Naukowcy z kanadyjskiego Concordia University w Montrealu opracowali nowy system, który wykorzystuje dźwięk do wykrywania nieszczelności w sieci wodociągowej z dokładnością 99,5%.
Świat nieustannie zbliża się do kryzysu wodnego. Według International Water Management Institute, 33 procent światowej populacji doświadczy niedoboru wody w 2025 roku. Jedną z przyczyn takiego stanu rzeczy są straty wody. Szacuje się, że od dwudziestu do nawet trzydziestu procent uzdatnionej wody w skali światowej jest tracona w systemach wodociągowych z powodu tego problemu.
Naprawa w takiej sytuacji powinna być jak najbardziej precyzyjna, ponieważ wykonanie wykopu i nowej nawierzchni jest zazwyczaj kosztownym przedsięwzięciem. Rozkopanie obszaru większego niż jest to potrzebne do usunięcia awarii może także prowadzić do komplikacji dla mieszkańców. Należy także pamiętać, że nieusunięte nieszczelności w niektórych przypadkach stwarzają możliwość wniknięcia bakterii i drobnoustrojów do sieci.
Naukowcy z Concordia University opracowali w tym zakresie innowacyjne rozwiązanie. W artykule opublikowanym niedawno przez American Society of Civil Engineers, Tarek Zayed, profesor na Wydziale Budownictwa, Inżynierii Lądowej i Środowiska, pokazuje, jak specjalne narzędzie o nazwie Noise Logger może wykrywać przecieki dokładnie i skutecznie, zanim zdecydujemy się na kosztowne odsłanianie sieci i poszukiwanie źródła problemu. Takie podejście może skrócić czas trwania wycieku, a także kosztów i czasu zaangażowany w jego zlokalizowanie.
Prowadząc badania, naukowcy dotarli aż do Kataru. Ten niewielki kraj ma jeden z najniższych wskaźników opadowych na świecie, jak również jeden z najwyższych wskaźników parowania. Jakiekolwiek opady są szybko wchłaniane przez atmosferę jako para wodna. „Katar stoi obecnie przed poważnymi wyzwaniami w zakresie zaopatrzenia w wodę”, wyjaśnia Zayed. Obecne straty wody w tym kraju wynoszą od 30 do 35% (dla porównania według benchmarkingu IGWP straty, w zależności od wielkości przedsiębiorstwa, wynoszą od 11 do 17%).
Pracując w Qatar University, zespół zainstalował rejestratory hałasu wzdłuż głównej sieci wodociągowej instytucji i wykorzystywał je do nagrywania ciągłego hałasu generowanego przez nieszczelności w ponad dwugodzinnym przedziale czasowym. Następnie dokonano analizy odczytów, porównując poziom dźwięku i jego rozprzestrzenianie się. Powtarzające się anomalie świadczyły, że w danym miejscu należy szukać przecieku.
W ciągu kilku tygodni monitorowania zebrano dane z 140 różnych punktów. Badacze przeprowadzili symulacje za pomocą modeli matematycznych, aby określić lokalizację nieszczelności. Zespół zarządzania obiektami uniwersytetu wykonał kontrolę wskazanych miejsc i okazało się, że wycieki określono z dokładnością 99,5%.
Dla naukowców następnym krokiem będzie zebranie danych szczelności rurociągów od gmin, które korzystają z detektorów hałasu i na ich podstawie rozwinąć modele prognostyczne, które pomogą niwelować straty wody dla tych lokalizacji.
Jakub Kucharski – główny specjalista ds. marketingu i PR
na podstawie materiałów Concordia University
