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Sensoren und KI horchen nach Lecks in Trinkwasserleitungen


Roya Cody (Foto © University of Waterloo)

(19.12.2018) Mit Sensoren und Künstlicher Intelligenz (KI) können Forscher der kanadischen University of Waterloo kommunale Wasserrohrbrüche frühzeitig erkennen. Die Betreiber könnten dann sofort reagieren und die Leitung stilllegen. Auf diese Weise ließen sich teure Folgeschäden vermeiden. Heute werden Lecks oft erst nach Tagen oder Wochen entdeckt, manchmal gar nicht.

Schallsensoren für Hydranten

Das Kombisystem der Wissenschaftler spürt verräterische Geräusche auf, die bei einem Rohrbruch entstehen. Die Unter­was­ser-Schallempfänger werden in bestehenden Hydranten installiert. Das ist bei laufendem Betrieb möglich, sagen die Forscher um Ingenieurin Roya Cody. Als Schallleiter dient das fließende Trinkwasser.

Der Mix an Geräuschen in einer Trinkwasserleitung ist enorm umfangreich. Beeinflusst wird die Geräuschkulisse u.a. durch ...

  • Kurven und Abzweigungen zu den Verbrauchern,
  • Druckschwankungen und
  • andere Unregelmäßigkeiten.

Die KI-Algorithmen filtern alle Geräusch heraus, die zu einem ungestörten Betrieb gehören. Bleibt etwas übrig, schließt das Programm auf ein Leck.

Fünftel des Trinkwassers verloren

„Unser Detektionssystem ermöglicht es den Gemeinden, ihre Ressourcen für die Wartung der Leitungen und deren Reparatur effektiver zu nutzen“, sagt Frau Cody. In Kanada sollen 13% des Trinkwassers aufgrund von Lecks zwischen der Aufbereitung im Wasserwerk und den Endkunden verloren gehen. In Städten mit älteren Rohrnetzen ist der Prozentsatz noch höher. In Deutschland lag die Verlustrate laut Statista 2007 bei 6,5% und in Frankreich bei 20,9%.

Spektakuläre Rohrbrüche, bei denen Wasser meterhoch aus der Erde schießt, bleiben naturgemäß niemals unentdeckt. Kleine Lecks dagegen schon manchmal über einen sehr langen Zeitraum. „Indem wir kleine Lecks aufspüren, verhindern wir spätere große Rohrbrüche, deren Reparatur sehr teuer ist“, erwartet die Wissenschaftlerin.

Jetzt bereiten die Forscher Feldtests vor. Im Labor erkannte das System Lecks, aus denen pro Minute 17 Liter Wasser sprudelten. Als nächstes will Frau Cody mit ihrem Team das System verfeinern, sodass auch eine Lokalisierung von Lecks möglich ist. Bisher müssen Rohrleitungen über eine weite Strecke freigelegt werden, um die undichte Stelle zu finden.

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