Kostbare waterverliezen in gemeentelijke watersystemen kunnen aanzienlijk worden verminderd met behulp van sensoren en nieuwe kunstmatige intelligentie (AI) -technologie.

Ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Waterloo in samenwerking met industriële partners, de technologie heeft het potentieel om zelfs kleine lekken in leidingen te detecteren. Het combineert geavanceerde signaalverwerkingstechnieken en AI-software om veelbetekenende tekenen van lekken te identificeren die via geluid in waterleidingen worden overgedragen.

De akoestische handtekeningen worden geregistreerd door hydrofoonsensoren die eenvoudig en goedkoop in bestaande brandkranen kunnen worden geïnstalleerd zonder deze uit te graven of buiten gebruik te stellen.

"Hierdoor zouden steden hun middelen voor onderhoud en reparaties veel effectiever kunnen gebruiken, " zei hoofdonderzoeker Roya Cody, een civiele techniek Ph.D. kandidaat bij Waterloo. "Ze zouden meer proactief kunnen zijn in plaats van reactief." Gemeentelijke watersystemen in Canada verliezen gemiddeld meer dan 13 procent van hun schone water tussen behandeling en levering door lekken, barsten en andere problemen. Landen met een oudere infrastructuur hebben nog hogere verliespercentages.

Grote problemen zoals gesprongen leidingen komen aan het licht door drukveranderingen, volumeschommelingen of water dat gewoon naar de oppervlakte borrelt, maar kleine lekkages blijven vaak jarenlang onopgemerkt."

Naast de economische kosten van het verspillen van behandeld water, chronische lekken kunnen gezondheidsrisico's veroorzaken, beschadigen de funderingen van constructies en verslechteren na verloop van tijd.

"Door kleine lekkages vroegtijdig op te sporen, we kunnen dure, destructieve uitbarstingen later, ' zei Cody.

Onderzoekers doen nu veldtesten met de brandkraansensoren nadat ze in het laboratorium lekken van maar liefst 17 liter per minuut betrouwbaar hebben gedetecteerd.

Ze werken ook aan manieren om de locatie van lekken te lokaliseren, waarmee gemeenten kunnen vaststellen, prioriteren en uitvoeren van reparaties.

"Op dit moment reageren ze op situaties door arbeiders naar buiten te sturen als er overstromingen zijn of om een ​​bepaalde leiding te inspecteren als deze vanwege zijn leeftijd moet worden gecontroleerd, ' zei Cody.

De sensortechnologie werkt door akoestische gegevens voor te verwerken met behulp van geavanceerde signaalverwerkingstechnieken om componenten die verband houden met lekken te markeren.

Dat maakt het voor machine learning-algoritmen mogelijk om lekken te identificeren door hun tekens te onderscheiden van de vele andere bronnen van ruis in een waterdistributiesysteem.