Dit jaar ligt op koers om een ​​van de warmste te worden sinds het begin van de metingen en Europa beleefde zijn gezamenlijke op één na warmste juni ooit. Hoewel de wereldwijde stijgende temperatuur een grote impact heeft op de watervoorraden, het is van cruciaal belang om de lekkages in leidingen en transmissieleidingen aan te pakken. In sommige Europese landen gaat bijna de helft van het gekanaliseerde water verloren voordat het de kraan bereikt.

Een groot deel van de verliezen vindt plaats in leidingen met een grote diameter die landelijke gebieden doorkruisen, waar bedrijven moeite hebben om ze te controleren omdat traditionele veldonderzoeken duur en tijdrovend zijn.

Europese onderzoekers hebben daarom een ​​bewakingsdienst ontwikkeld die gebruik maakt van vliegtuigen - om grote gebieden te onderzoeken - en drones - voor moeilijk bereikbare locaties - uitgerust met multispectrale en infraroodcamera's. Om de gegevens te analyseren, ze gebruikten de zogenaamde driehoeksmethode. Het is een vrij baanbrekende benadering voor het opsporen van waterlekken, die oppervlaktetemperatuurmetingen en een vegetatie-index combineert.

Het is gebaseerd op het feit dat lekken leiden tot lagere oppervlaktetemperaturen, die kan worden gedetecteerd door een thermische infraroodcamera. Echter, de thermische respons van begroeide bodems is anders dan de kale, waardoor het moeilijk is om een ​​eenduidig ​​antwoord te krijgen in termen van vochtgehalte en mogelijk waterverlies. De onderzoekers voegden daarom een ​​parameter toe die de vegetatiebedekkingsfractie meet, die wordt afgeleid door hyperspectrale camera's, om een ​​temperatuurafhankelijke vochtigheidsschaal te krijgen die varieert naargelang de vegetatie.

Het systeem is ontwikkeld in het kader van het EU-project WADI, gecoördineerd door youris.com. Directeur Elena Gaboardi deelt de belangrijkste eindresultaten van het onderzoek.

Waarom is deze technologie financieel concurrerend?

Het beperken van waterlekken drukt de operationele kosten van de nutsbedrijven, inclusief de energiekosten voor het oppompen van water, terwijl het verhogen van de hoeveelheid water die kan worden verkocht. Dit, beurtelings, beperkt het risico van prijsverhogingen voor de klanten.

In vergelijking met concurrerende technologieën, het economische voordeel van het WADI-systeem ligt in de efficiëntie van de operaties:het kan complexe netwerken en lange leidingen bewaken (50 tot 90 km/u afhankelijk van het gebruik van drones of vliegtuigen) en, omdat het in de lucht is, kan ontoegankelijke of afgelegen locaties met alle soorten terrein bereiken. Bovendien, de kosten van conventionele gronddetectietechnieken variëren van 1, 000 tot 5, 000 euro per kilometer, terwijl de airborne-technologie varieert van 50 tot 200 euro per kilometer.

Wat zijn de belangrijkste voordelen voor het milieu?

Naast de besparing op het stroomverbruik voor de waterwinning en -distributie, de identificatie van waterlekken zou uiteraard leiden tot meer beschikbare watervoorraden. Uiteindelijk zou de hoeveelheid chemicaliën die in waterzuiveringsinstallaties worden gebruikt voor de levering van water door mensen ook lager zijn.

In deze context, we hebben een ecologische en economische levenscyclusanalyse toegepast en de resultaten vergeleken met de reguliere technologie, dat is de akoestische methode. We hielden rekening met bijvoorbeeld, de tijdens de vliegtuigvluchten verbruikte brandstof (MAV), de impact van productievliegtuigen op sommige indicatoren zoals zoetwatereutrofiëring [als gevolg van het vrijkomen van industrieel afvalwater, red. opmerking] en wateruitputting, de indicator voor menselijke toxiciteit had betrekking op het kwik in de infrarooddetector van de camera's.

Voor de dronevluchten (UAV), we hebben ons gericht op de impact van batterijen op de ozonlaag, metaalbronnen en de menselijke gezondheid. Vooral, we hebben rekening gehouden met het elektriciteitsverbruik om ze op te laden en met de noodzaak om ze tijdens de levensduur van de drone te vervangen.

Er werd geschat dat het toepassen van de WADI-technieken (beide technologieën (MAV en UAV) op 5% van de Europese waterdistributiesystemen mogelijk 166,5 miljoen kg CO2 zou kunnen verminderen ₂ /jaar, door het energieverbruik voor de watervoorziening te verminderen. In vergelijking met de CO2-voetafdruk van de MAV- en UAV-WADI-eenheden (270, 000 kg CO2eq respectievelijk 545 kg CO2eq), de voordelen zijn enorm.

Je deed twee luchtcampagnes in Frankrijk en Portugal. Wat zijn de belangrijkste resultaten van de praktijktesten?

De campagne in Frankrijk was de eerste test in een echte omgeving. We hebben onze apparatuur gevalideerd en onze meetstrategie verfijnd. Daarna, de twee onderzoeken in Portugal lieten opmerkelijk betere resultaten zien. De beelden die tijdens de UAV- en MAV-vluchten zijn verzameld, zijn verwerkt en geanalyseerd, en potentiële lekkagegebeurtenissen werden geïdentificeerd. Elke detectiegebeurtenis werd vervolgens geclassificeerd als echt positief / echt negatief / fout positief / fout negatief en werd geassocieerd met andere parameters, namelijk:de gebruikte technologie (UAV/MAV), de omgevingsomstandigheden, het vegetatietype en het bodemtype, vochtigheid, bodemtemperatuur, aanwezigheid van irrigatie en neerslag in de tien dagen voorafgaand aan de vlucht.

Al met al bleek het systeem in ongeveer 70% van de gevallen water in de bodem te kunnen detecteren, terwijl de prestatie van de technologie bij het ontdekken van daadwerkelijke waterlekken ongeveer 50% was. Het belangrijkste is, we hebben vastgesteld dat de nauwkeurigheid van het systeem bij het targeten van echte gebeurtenissen in de loop van de tijd aanzienlijk is verbeterd, van de ene campagne naar de andere. We zijn er daarom van overtuigd dat een grotere baseline van gevallen de prestaties verder zou verbeteren.

Wat zijn de beste voorwaarden om de WADI-technologie te gebruiken?

De technologie werkt het beste in landbouwgebieden met kale grond, gewassen in een vroeg ontwikkelingsstadium en gemengde gebieden. Het presteert niet zo goed in bosgebieden. De resultaten suggereren ook dat de oplossing goed werkt in klei- en zanderige kleigronden, maar niet zozeer in slibrijke kleigronden.

De complexiteit of diameter van de te onderzoeken leidingen en het type technologie dat wordt gebruikt (UAV vs MAV) hebben geen invloed op de prestaties. Weersomstandigheden, Integendeel, mag dat doen. Bijvoorbeeld, de campagne in Frankrijk werd uitgevoerd na hevige regenval en dat maakte het moeilijk om lekkages correct op te sporen.

De waterbedrijven die WADI hebben getest, hebben ons geholpen bij het identificeren van de benodigde verbeteringen en ze kunnen de technologie waarschijnlijk blijven gebruiken, en draagt ​​zo bij aan de verbetering ervan.

Aan de technische kant, de prestaties moeten worden verbeterd, vooral op terreinen met specifieke of overvloedige vegetatie. Bovendien, de tijd tussen de vlucht en de data-analyse moet worden verkort en niet meer dan een maand duren.

Wat gebeurt er na afloop van het onderzoeksproject? Kunnen waterbedrijven deze technologie gebruiken? Wanneer?

De dienst bevindt zich nu in de prototypefase. Een groep partners heeft een roadmap opgesteld voor de ontwikkeling van een full service in de toekomst, de horizon is ongeveer een jaar vanaf het einde van het project en 2022 voor de commercialisering.