Партнерство стремится решить проблему протекающих систем питьевой воды

Опубликовано: 3 августа 2023 г.

Автор: Эрин Бласко

Засуха на юго-западе Америки привела к истощению рек и водоемов и привела к постоянной нехватке воды в таких местах, как Калифорния и Аризона, что подчеркивает нестабильный характер снабжения питьевой водой в стране и необходимость защиты и сохранения той пресной воды, которая есть в Соединенных Штатах. Состояния.

Но даже в таких местах, как Средний Запад, где доступ к пресной воде относительно обильный, негерметичная инфраструктура угрожает ограничить ее снабжение, поскольку Земля нагревается из-за изменения климата, что имеет последствия для окружающей среды и кошельков людей.

По данным Американского общества инженеров-строителей, ежегодно около 300 000 водопроводов выходят из строя из-за возраста или других факторов, что нарушает подачу воды. Средний возраст водопроводной трубы в США составляет 45 лет. Некоторые из них, датируемые началом 20-го века, до сих пор сделаны из дерева.

Проблема особенно остра в северных штатах, где регулярный цикл замерзания и оттаивания создает дополнительную нагрузку на клапаны и трубы.

В результате даже самые хорошо управляемые государственные и частные коммунальные предприятия теряют около 15 процентов питьевой воды из-за утечек, а некоторые и до 50 процентов, по оценкам, что в сумме составляет триллионы галлонов так называемых «недоходов». воды каждый год.

Но что, если технологии смогут предотвратить часть этих потерь и приблизить их число к нулю?

Это вопрос, на который пытаются ответить Луис Монтеструке и группа студентов Университета Нотр-Дам.

«Очень часто можно увидеть, как хорошо управляемое коммунальное предприятие теряет около 30 процентов воды из-за недоходной воды, что весьма поучительно. И это хорошо управляемое коммунальное предприятие. Я видел, как коммунальные предприятия теряют что-то по порядку. от 50 до 60 процентов из-за утечек».

Монтеструке, уроженец Перу, получивший докторскую степень в области разработки систем управления в Университете Нотр-Дам, является соучредителем HydroDigital, консалтинговой компании по проектированию из Саут-Бенда, которая помогает государственным и частным коммунальным предприятиям внедрять цифровые технологии для преобразования методов управления водой. .

При поддержке Центра гражданских инноваций Нотр-Дам (CCI), входящего в состав Инженерного колледжа, и города Саут-Бенд Монтеструке разрабатывает технологию обнаружения утечек в системе водоснабжения в режиме реального времени, прежде чем они смогут расшириться и подорвать систему водоснабжения. критическая инфраструктура и нарушить обслуживание.

Утечки также увеличивают эксплуатационные расходы, такие как затраты на очистку и перекачку воды, которые перекладываются на потребителей, и способствуют растущему воздействию на окружающую среду национальных систем питьевой воды, которые очень энергоемки.

«Грубо говоря, очень часто можно увидеть, как хорошо управляемое коммунальное предприятие теряет около 30 процентов воды из-за недоходной воды, что весьма поучительно», — сказал Монтеструке, который родился в Саут-Бенде, когда его отец изучал физику. в Нотр-Даме. «И это хорошо управляемая утилита. Я видел, как коммунальные предприятия теряют порядка 50–60 процентов из-за утечек».

В настоящее время предполагается, что эта технология будет опираться на датчики, установленные на внешней стороне труб, чтобы «прислушиваться» к утечкам, которые издают отчетливый звук. При обнаружении утечки на панель управления отправляется предупреждение, где работники водоснабжения могут его увидеть и принять меры. Технология не обязательно новая. Однако Монтеструке надеется сделать его дешевле и доступнее.

Саут-Бенд, со своей стороны, в настоящее время каждые два года нанимает кого-нибудь для обхода всей системы водоснабжения и поиска утечек вручную с помощью ручного микрофона. Другие коммунальные предприятия используют аналогичные низкотехнологичные методы обнаружения утечек.

Используя свои связи и близость к Нотр-Даму, а также при поддержке iNDustry Labs, общеуниверситетской платформы для сотрудничества с местной промышленностью, прошлой весной Монтеструк работал с многопрофильной группой студентов для проверки технологии в рамках отраслевого и общественного проекта. Инновационные проекты, курс с 1–3 кредитами под руководством директора CCI Джея Брокмана, профессора практики Инженерного колледжа.