Collaborazione per lo sviluppo di Pipebots per individuare e riparare le perdite dalle tubature dell'acqua / Collaboration develops Pipebots to find and fix leaks from water pipes

Collaborazione per lo sviluppo di Pipebots per individuare e riparare le perdite dalle tubature dell'acqua / Collaboration develops Pipebots to find and fix leaks from water pipes

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

La perdita giornaliera di tre miliardi di litri d'acqua dalle condutture idriche di Inghilterra e Galles potrebbe essere mitigata da microrobot che ispezionano le condutture, diagnosticano le crepe e le riparano autonomamente.

Con una lunghezza di circa 350.000 km, la rete idrica del Regno Unito risale all'epoca vittoriana. Con l'invecchiamento delle infrastrutture sotterranee, crepe e faglie causano continue perdite d'acqua. 

Attualmente, l'unico modo per i lavoratori umani di individuare il difetto è scavare e localizzare la perdita, un'operazione che può richiedere giorni di ricerca, con conseguenti costi elevati e chiusure stradali. Tali lavori costano all'economia del Regno Unito almeno 4 miliardi di sterline all'anno.

Per risolvere questo problema, i ricercatori della Facoltà di Ingegneria meccanica, aerospaziale e civile dell'Università di Sheffield, in collaborazione con le università di Birmingham, Bristol e Leeds, hanno sviluppato robot in miniatura dotati di nuovi sensori in grado di muoversi autonomamente nei tubi e di verificare la presenza di difetti. 

I Pipebot sono dotati di sensori acustici e telecamere ad alta tecnologia, che consentono loro di navigare e rilevare guasti. Il robot più piccolo misura 40 mm di larghezza.

Senza dover scavare strade o marciapiedi, uno sciame di Pipebot può essere posizionato in un centro di distribuzione e calato in una conduttura idrica tramite un idrante. I Pipebot esploreranno quindi l'area, ricercheranno guasti e trasmetteranno i dati al tecnico in superficie. 

I Pipebot sono stati progettati per evitare aree riservate, come quelle dedicate ai contatti con i clienti, e per lavorare in modo collaborativo per liberare rapidamente le aree. Sono dotati di gambe adatte a tutti i terreni e possono comunicare tra loro entro un raggio d'azione ridotto, in modo da poter collaborare per svolgere compiti e risolvere problemi.

In una dichiarazione, il Professor Kirill Horoshenkov, direttore del programma e professore di acustica all'Università di Sheffield, ha affermato: "Le perdite dalle condutture idriche rappresentano uno dei maggiori problemi che il settore idrico deve affrontare, non solo nel Regno Unito, ma anche a livello globale, poiché aziende e governi devono fare i conti con infrastrutture obsolete. Sebbene le tecnologie di ispezione delle condutture siano migliorate, è ancora incredibilmente difficile monitorarne le condizioni ed individuare eventuali perdite in queste vaste reti, soprattutto quando si tratta di perdite di piccole dimensioni. 

"I Pipebots che abbiamo sviluppato potrebbero rivoluzionare il modo in cui gestiamo le nostre infrastrutture idriche e potrebbero ridurre significativamente i circa tre miliardi di litri d'acqua persi ogni giorno in Inghilterra e Galles."

Oltre alle condutture dell'acqua, i Pipebot possono operare in una serie di altri ambienti, tra cui fognature, condotte del gas e siti inaccessibili agli esseri umani. 

Grazie ai finanziamenti dell'Office for Water Services (OFWAT), i ricercatori di Sheffield stanno lavorando a tre progetti con partner del settore idrico ed autorità locali di tutto il Regno Unito per adattare i robot alle specifiche esigenze del settore. Il lavoro include:

Pipebot Patrol : un progetto per sviluppare, costruire e testare un robot fognario autonomo che vive nelle fognature, ispezionandole costantemente ed inviando avvisi sulla posizione precisa degli intasamenti, non appena iniziano a formarsi.

Pipebots for Raising Mains : un progetto per sviluppare una tecnologia per le ispezioni di valutazione delle condizioni delle condotte di acque reflue in fase di risalita, che consentirà di pianificare e stabilire le priorità per i lavori di riabilitazione, riducendo il rischio di guasti che portano all'inquinamento.

No Dig Leak Repair : un progetto per sviluppare una tecnologia in grado di riparare le perdite dalle condutture idriche, senza scavi invasive e con interruzioni minime della fornitura idrica.

Il gruppo di Sheffield sta inoltre lavorando al progetto  Pipeon, finanziato dall'UE, per sviluppare tecnologie avanzate di robotica ed intelligenza artificiale per l'ispezione e la manutenzione autonoma delle fognature.

ENGLISH

The daily loss of three billion litres of water from England and Wales’s water pipes could be mitigated by micro-robots that inspect water pipes, diagnose cracks and fix them autonomously.

With a length of around 350,000km, the UK’s water network dates back to the Victorian era. As the underground infrastructure is ageing, cracks and faults are causing water to be continuously leaked. 

Currently, the only way for human workers to pinpoint the flaw is by digging and locating a leak, which can take days of searching, resulting in high costs and road closures. Such works cost the UK economy at least £4bn per year.

To tackle this, researchers from Sheffield University’s School of Mechanical, Aerospace and Civil Engineering, in collaboration with the universities of Birmingham, Bristol and Leeds, have developed miniature robots with new sensors that can travel through pipes and check for defects autonomously. 

The Pipebots are equipped with high-spec acoustic sensors and cameras, which enable them to navigate and detect faults. The smallest robot measures 40mm wide.

Without the need to dig up roads or pavements, a Pipebot swarm can be placed in a deployment hub and lowered into a water pipe through a hydrant. The Pipebots will then explore the area, scan for faults, and relay data back to the engineer above ground. 

The Pipebots have been designed to avoid any restricted areas, such as customer connections, and work collaboratively to clear areas quickly. They are equipped with all-terrain legs and can communicate with each other within a short range, so they can work together to carry out tasks and problem solve.

In a statement, Professor Kirill Horoshenkov, programme director and Professor of Acoustics at Sheffield University, said: “Leaky water pipes are one of the biggest issues facing the water industry, not just here in the UK, but also globally as companies and governments grapple with ageing infrastructure. Whilst pipe inspection technologies have improved, it is still incredibly difficult to monitor the condition of water pipes and find leaks in these vast networks, especially when the leaks are small. 

“The Pipebots we have developed could revolutionise how we maintain our water infrastructure and could significantly reduce the estimated three billion litres of water lost daily in England and Wales.”

Aside from water pipes, the Pipebots can operate in a range of other environments, including sewers, gas pipes and sites that are inaccessible to humans. 

With funding from the Office for Water Services (OFWAT), the Sheffield researchers are working on three projects with partners from the water industry and local authorities across the UK to adapt the bots to meet specific industry needs. The work includes:

Pipebot Patrol – a project to develop, build and test an autonomous sewer robot that lives in the sewer, constantly inspecting and raising alerts to the precise location of blockages, as they are beginning to form.

Pipebots for Raising Mains – a project to develop technology for condition assessment inspections in live rising wastewater mains, which will enable rehabilitation works to be planned and prioritised, reducing the risk of failure leading to pollution.

No Dig Leak Repair – a project to develop technology to repair leaks from within live water mains, without disruptive excavations and with minimal interruptions to water supplies.

The Sheffield team is also working on the EU-funded project Pipeon to develop advanced robotic and AI technologies for autonomous sewer inspection and maintenance.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/pipebots-transforming-water-pipe-leak-detection-and-repair