Wasserrohrroboter könnten das Auslaufen von Milliarden Litern verhindern

Jun 20, 2023

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Pipebots sind mit Sensoren ausgestattet und so klein, dass sie Wasserleitungen überwachen können, ohne sie zu blockieren

Laut Ofwat, der Wirtschaftsaufsichtsbehörde der Wasserwirtschaft, gehen in England und Wales täglich rund drei Milliarden Liter Wasser durch Lecks in Hunderttausenden Kilometern Wasserleitungen verloren.

Ingenieure haben jetzt Miniaturroboter entwickelt, die das Rohrnetz patrouillieren, auf Fehler prüfen und Lecks verhindern sollen.

Sie sagen, dass die Aufrechterhaltung des Netzwerks ohne Robotik „unmöglich“ sei.

Der Wasserwirtschaftsverband Water UK sagte gegenüber BBC News, dass Unternehmen bereits „Milliarden“ in Leckagen investiert hätten.

Ein aktueller Ofwat-Bericht wies jedoch auf mangelnde Investitionen der Wasserunternehmen hin. Es wurden mehrere genannt, von denen es hieß, sie würden „Kunden und die Umwelt im Stich lassen“, weil sie nicht genug für Verbesserungen ausgeben. Water UK antwortete, dass die Leckage „den niedrigsten Stand seit der Privatisierung“ erreicht habe.

Lecks sind ein weit verbreitetes und kompliziertes Problem: Im gesamten Vereinigten Königreich versorgen Hunderttausende Kilometer Rohre – unterschiedlichen Alters und in unterschiedlichem Zustand – Millionen von Grundstücken mit Wasser.

Colin Day von Essex and Suffolk Water sagte: „Allein in [dieser Region] betreuen wir mehr als 8.500 km (5.282 Meilen) Rohre und nur etwa die Hälfte der Lecks in diesen Rohren sind sichtbar, was bedeutet, dass es schwierig ist, genau zu bestimmen, wo [ der Rest] sind.“

Wasserverschwendung war in diesem Jahr ein besonders heikles Thema. Nach Angaben von Water UK haben drei Unternehmen – South East Water, South West Water und Yorkshire Water – nach der Sommerdürre noch immer örtliche Schlauchleitungsverbote in Kraft. Und inmitten der Lebenshaltungskostenkrise schätzt Ofwat, dass 20 % der Kunden in England und Wales Schwierigkeiten haben, ihre Wasserrechnung zu bezahlen.

Laut Ofwat haben die Unternehmen die Leckage im letzten Jahr jedoch um durchschnittlich etwa 6 % reduziert.

Die Branche hat sich dem Regierungsziel verschrieben, die Wasserverluste bis 2050 zu halbieren. Water UK akzeptierte, dass der Fortschritt „beschleunigt“ werden müsse. „Wir setzen die neueste Technologie ein, darunter spezielle In-Pipe-Kameras, Satellitenbildgebung, thermische Drohnentechnologie, High-Tech-Sonden und künstliche Intelligenz“, hieß es gegenüber BBC News.

Wir besuchten den Standort einer Leckreparatur bei Essex and Suffolk Water, das zu Northumbria Water gehört. An einem Vorortstandort führte ein Team sorgfältige Ausgrabungen durch und navigierte durch die darüber liegenden Abwasserrohre, Gasversorgungs- und Stromkabel, um ein unterirdisches Leck zu lokalisieren.

„Dieser war nicht sichtbar – wir haben ihn durch die Überwachung des Durchflusses in unserem Netzwerk entdeckt“, sagte Colin Day von Essex and Suffolk Water.

„Wir haben die größten Lecks abgedeckt – Rohrbrüche, die die Leute sehen. Es sind diese kleineren, versteckten Lecks, die wir finden müssen.“

Essex and Suffolk Water testet „nicht grabende“ Reparaturen, einschließlich Dichtungsmitteln, die sicher in Rohre eingespritzt werden können, um Risse zu reparieren, bevor sie sich zu einem größeren Leck entwickeln. Nach Ansicht einiger Wissenschaftler werden Miniaturroboter die technologische Revolution bei der Leckverhütung sein.

Einige Unternehmen setzen bereits angebundene Roboter ein, um unzugängliche Rohre zu untersuchen. Aber der größte Teil des Netzwerks ist derzeit ohne Recherche nicht zugänglich. Hier kommen viel kleinere, künstlich intelligente Maschinen ins Spiel.

Im Integrated Civil and Infrastructure Research Centre (ICAIR) der University of Sheffield wird eine neue Generation unterirdischer Rohrpatrouillenroboter getestet.

Pipebots sind mobile Miniaturroboter mit Kameras für die Augen und geländegängigen Beinen. Sie werden in Zusammenarbeit mit der Wasserindustrie entwickelt, um Rohre zu überwachen und Risse und Schwachstellen zu finden, bevor sie zu Lecks werden.

„Unternehmen reagieren derzeit nur reaktiv auf Störungen, nicht proaktiv“, erklärt Prof. Kirill Horoshenkov. „Wir brauchen die Anwesenheit von Robotern, damit sie kontinuierlich Daten sammeln können, bevor es zu Störungen kommt.“

Prof. Horoshenkov hielt den Roboter in der Größe eines Spielzeugautos in der Hand und erklärte: „Sie bewegen sich entlang des Rohrs, machen Fotos und haben ein Mikrofon, um dem Rohr zuzuhören. Sie sollen Entscheidungen darüber treffen, ob sich das Rohr wahrscheinlich entwickeln wird.“ ein Fehler oder nicht.“

Die Expertin für künstliche Intelligenz, Prof. Netta Cohen von der University of Leeds, sagt, die größte Herausforderung für Pipebots sei die Kommunikation.

„Unter der Erde gibt es kein GPS. Deshalb kommunizieren sie über kurze Entfernungen miteinander (über Ton oder WLAN).“

Sie und ihre Kollegen entwickeln ein System, bei dem ein größerer „Mutter“-Roboter eine Gruppe Miniaturroboter trägt und einsetzt.

„Sie werden diese kleinen Kerle ablegen, um sie in die kleineren Rohre zu stecken und sie einzusammeln, wenn sie fertig sind“, erklärte Prof. Cohen. „Wir werden eine ganze Gesellschaft dieser Roboter brauchen, um in all diesen Kilometern Rohr zu arbeiten.“

„Wenn man über den Zustand unserer Infrastruktur nachdenkt“, fügte sie hinzu, „ist es so dringend, etwas zu unternehmen. Das hat Auswirkungen nicht nur auf die Industrie, sondern auch auf unsere Auswirkungen auf die Umwelt.“

Die Wasserleitungen unter unseren Füßen, sagte Prof. Cohen, gehören zu den unwirtlichsten Umgebungen der Erde. „Ohne Robotik geht das nicht.“

Bei ICAIR hofft das Team, dass die ersten Pipebots innerhalb von fünf Jahren das Wassernetz patrouillieren werden. Bis dahin müssen die Wasserversorger jedes Mal, wenn es ein Leck gibt, im Labyrinth aus Abwasserrohren, Gasversorgungsleitungen und Kabeln graben, um das Leck zu beheben.

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