Das Polytechnikum Mailand experimentiert mit Fasern

Der Forschungsbericht in der internationalen Fachzeitschrift Sensors bietet eine mögliche Lösung für Wasserlecks, die allein in Italien ein Drittel des Wassers im Netzwerk ausmachen.

Politecnico di Milano

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Bildnachweis: Polytechnikum Mailand

Mailand, 20. Juli 2023 – Verwendung von Glasfasersensoren zur Überwachung von Wassernetzen gegen Verschwendung: Die internationale Zeitschrift Sensors veröffentlichte die Ergebnisse eines am Politecnico di Milano durchgeführten Experiments zur Optimierung des Wassernetzes.

Forscher der Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen leisteten Pionierarbeit bei der Verwendung der verteilten faseroptischen Sensorik (DFOS) auf Basis der Stimulated Brillouin Scattering (SBS)-Technologie zur Überwachung von Wasserleitungsnetzen über große Entfernungen. Das Herzstück dieser Technologie ist die gängige und kostengünstige Glasfaser für die Telekommunikation (die das Internet in unsere Häuser bringt) und in der Lage ist, Verformungen auf den Hundertstel Millimeter genau zu messen.

Die Wissenschaftler arbeiteten an Rohrleitungen aus hochdichtem Polyethylen (HDPE), dem heute am häufigsten verwendeten Material für Verteilungssysteme. Durch das Umwickeln und Befestigen des faseroptischen Sensorkabels an der Außenfläche des Rohrs testeten sie die Fähigkeit, Verformungen im Zusammenhang mit Druckanomalien entlang eines Rohrs, wie sie beispielsweise durch Wasserlecks verursacht werden, zu erkennen.

Das Experiment bestand aus zwei Phasen. „Im ersten Schritt“, erklären die Forscher, „haben wir die Empfindlichkeit der Sensoranordnung an einem HDPE-Rohr bewertet, das unter statischem Druck steht. Dieser erste Schritt war erfolgreich, daher haben wir uns dann auf die Erkennung der durch ein Leck in einem Rohr verursachten Druckanomalie konzentriert.“ Rohrleitungskreislauf mit fließendem Wasser. Insgesamt ergaben die Ergebnisse ein positives Feedback zum Einsatz von DFOS und bestätigten die Möglichkeit, auch sehr kleine Wasserlecks zu identifizieren und zu lokalisieren.

Zukünftig wird die getestete Technologie in Richtung einer industriellen Produktion von „nativ intelligenten“ HDPE-Rohren weiterentwickelt, bei denen DFOS während des Extrusionsprozesses in die Rohroberfläche integriert werden.

Die von Manuel Bertulessi, Daniele Fabrizio Bignami, Ilaria Boschini, Marina Longoni, Giovanni Menduni und Jacopo Morosi unterzeichnete Studie ist unter diesem Link verfügbar.

Die Verschwendung von Wasserressourcen ist ein globales Problem, das durch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserversorgungskette zunehmend verschärft wird. In Italien wird laut ISTAT-Daten aus dem Jahr 2022 mehr als ein Drittel des in das nationale Verteilungsnetz eingespeisten Wassers verschwendet. Eine umfassende Überwachung und effiziente Wartung der Infrastruktur sind daher zwei strategische und dringende Maßnahmen.

Sensoren

10.3390/s23136205

Experimentelle Studie

Unzutreffend

Experimentelle Untersuchungen verteilter faseroptischer Sensoren zur Überwachung von Wasserleitungen von

6. Juli 2023

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