Monitorizarea eficientă a scurgerilor de apă cu ajutorul tehnologiei cu fibră optică

Pierderile masive de apă din rețelele de distribuție reprezintă o problemă serioasă în întreaga lume, cu aproximativ 48,6 miliarde de metri cubi de apă pierduți zilnic. Aceste scurgeri sunt costisitoare și pot afecta aprovizionarea cu apă potabilă, provocând, în același timp, daune mediului și infrastructurii. Pentru a aborda această problemă și pentru a îmbunătăți monitorizarea rețelelor de apă, cercetătorii de la Universitatea Politehnica din Milano au dezvoltat o metodă inovatoare folosind tehnologia cu fibră optică.

Fibrele optice sunt deja utilizate pe scară largă pentru transmiterea datelor și a semnalelor în industria telecomunicațiilor, asigurând internetul rapid și conexiuni stabile. Cu toate acestea, cercetătorii au identificat oportunitatea de a aplica tehnologia cu fibră optică într-un domeniu complet diferit – monitorizarea scurgerilor de apă în rețelele de conducte.

Stimulated Brillouin Scattering (SBS) – o tehnologie promițătoare: Pentru a dezvolta această nouă metodă de monitorizare a scurgerilor, cercetătorii s-au concentrat pe tehnologia Stimulated Brillouin Scattering (SBS). Această tehnologie se bazează pe dispersia Brillouin, un fenomen fizic care are loc în materialele transparente, cum ar fi fibra optică. Când o undă acustică este indusă în fibra optică, se produce o dispersie Brillouin a luminii care traversează fibra. Acest fenomen permite procesarea și stocarea informațiilor optice în fibra optică.

Această prezentare necesită JavaScript.

Din punct de vedere practic, cercetătorii au dezvoltat un cablu de monitorizare cu fibră optică distribuită (DFOS) bazat pe tehnologia SBS. Acest cablu a fost proiectat pentru a fi montat pe conductele de apă din polietilenă cu densitate mare (HDPE), care sunt utilizate pe scară largă în sistemele de aprovizionare cu apă pentru diverse scopuri civile, agricole și industriale.

Testarea eficienței cablului cu fibră optică: Pentru a evalua capacitatea cablului cu fibră optică de a detecta deformările cauzate de anomalii de presiune pe conducte (cum ar fi cele produse de scurgerile de apă), cercetătorii au realizat un experiment cu două faze.

În prima etapă, ei au analizat sensibilitatea senzorului pe o conductă HDPE care a fost supusă presiunii statice. Această fază inițială a avut un succes notabil, demonstrând că cablul cu fibră optică poate detecta cu succes deformările cauzate de variațiile de presiune pe conducte.

În etapa următoare, cercetătorii s-au concentrat pe detectarea anomaliei de presiune produsă de o scurgere într-un circuit de conducte cu apă în flux. Rezultatele au confirmat că cablul DFOS poate identifica și localiza chiar și cele mai mici scurgeri de apă în rețelele de conducte.

Perspectivele viitoare: Echipa de cercetători intenționează să dezvolte mai departe soluția lor de monitorizare și să lucreze către producția de conducte HDPE „nativ inteligente” la scară industrială, cu un cablu DFOS integrat. Utilizarea algoritmilor de învățare automată pentru interpretarea datelor cablului ar putea duce, de asemenea, la un model de predicție a scurgerilor, ceea ce ar putea îmbunătăți semnificativ abordarea și gestionarea pierderilor de apă în rețelele de distribuție.

Această metodă inovatoare, care folosește tehnologia cu fibră optică pentru monitorizarea scurgerilor de apă în rețelele de conducte, are potențialul de a revoluționa modul în care gestionăm resursele naturale, în special într-o lume afectată de criza climatică. Eficiența și acuratețea acestei tehnologii pot contribui la reducerea pierderilor de apă și la protejarea mediului înconjurător. Cu o continuă dezvoltare și aplicare, tehnologia cu fibră optică pentru monitorizarea rețelelor de apă ar putea deveni un instrument esențial în abordarea provocărilor legate de gestionarea apei în viitor.

 

SURSA : Fibre optics could be the answer to water loss from leaky pipes (thenextweb.com)