کمک ربات‌ها برای جلوگیری از نشتی در خطوط لوله انتقال آب

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما ، هدررفت آب از طریق نشتی در خطوط لوله انتقال آب یکی از مشکلاتی است که اکثر کشور‌های جهان با آن کم و بیش رو به رو هستند.

اهمیت حفظ منابع ارزشمند آب شیرین تصفیه شده تا حدی است که حتی در کشور پربارشی مانند انگلیس هم مسئولان امر به دنبال راه‌های جدید برای جلوگیری از هدررفت آب در شبکه توزیع و انتقال آب هستند.

سازمان تنظیم مقررات صنعت آب انگلیس ،  موسوم به «آف‌وات» (Ofwat) گزارش داد هر روز حدود سه میلیارد لیتر آب از طریق نشتی در صد‌ها هزار کیلومتر خطوط لوله انتقال آب در این کشورش و ولز هدر می‌رود.

به همین علت مهندسان اکنون ربات‌های مینیاتوری (کوچک) برای گشت‌زنی در شبکه خطوط لوله آب و جست‌وجو برای یافتن نقاط آسیب‌زا و جلوگیری از نشت آب ابداع کرده‌اند. ین مهندسان می گویند  حفظ شبکه آب بدون استفاده از فناوری رباتیک «غیرممکن» است.

نهاد فعال حوزه آب موسوم به «واتر یوکی» (Water UK) نیز گفته است که شرکت‌های این حوزه هم اکنون میلیارد‌ها (پوند) در زمینه جلوگیری و ترمیم نشتی آب سرمایه‌گذاری می‌کنند. نشت آب یک مشکل شایع و پیچیده در کشور انگلیس است؛ در سرتاسر این کشور، صد‌ها هزار کیلومتر لوله با قدمت گوناگون و در شرایط مختلف وجود دارد که آب را برای میلیون‌ها خانه و ملک تامین می‌کنند.

بنا بر اعلام ، «کالین دِی» از سازمان آب منطقه «اسیکس» و «سافولک» گفت: تنها در این منطقه ما باید بر بیش از هشت هزار و ۵۰۰ کیلومتر لوله آب نظارت کنیم و تنها حدود نیمی از نشتی‌ها در این لوله‌ها مشهود هستند؛ به این معنی که مشخص کردن محل دقیق سایر نشتی‌ها کار پیچیده‌ای است.

این در حالی است که مساله آب به خصوص در یک سال گذشته موضوع حساسیت‌برانگیزی بوده و به علت خشکسالی بی‌سابقه در فصل تابستان هنوز در برخی مناطق استفاده از شلنگ آب ممنوع است. از سوی دیگر به علت بحران هزینه‌های زندگی در این کشور، سازمان «آف‌وات» برآورد کرده است که ۲۰ درصد از مشتریان در انگلیس و ولز برای پرداخت قبوض آب خود دچار مشکل هستند.

این در حالی است که شرکت‌ها در سال گذشته نشتی آب را به میزان حدود ۶ درصد کاهش دادند. صنعت آب متعهد شده است که تا سال ۲۰۵۰ میلادی هدر رفت آب از طریق نشتی‌ها را به نصف کاهش دهد. شرکت «واتر یوکی» با تاکید بر لزوم تسریع در اقدامات لازم گفته است که این شرکت در حال استفاده از تازه‌ترین فناوری‌ها از جمله دوربین‌های مخصوص داخل لوله، تصویربرداری ماهواره‌ای، فناوری پهپاد‌های گرمایی و هوش مصنوعی برای پیشرفت در این زمینه است.

به همین منظور برخی از شرکت‌های آب منطقه‌ای در انگلیس درصدد استفاده از روش‌هایی غیر از حفاری برای تعمیرات در لوله‌های آب هستند. یکی از این روش‌ها تزریق ایمن درزگیر‌های مخصوص برای تعمیر درز‌های کوچک پیش از تبدیل آن‌ها به تَرَک‌ها و نشتی‌های عمده در لوله‌های آب است.

اما به باور  کارشناسان، انقلاب فناورانه در زمینه جلوگیری از نشتی آب، استفاده از ربات‌های مینیاتوری است.

برخی از شرکت‌ها در حال حاضر از ربات‌های مقید شده یا متصل به تِتر (tethered robots) برای تحقیق درباره لوله‌های غیرقابل دسترس (در زیر زمین) استفاده می‌کنند. اما بخش زیادی از شبکه انتقال آب در حال حاضر بدون حفاری غیرقابل دسترس است و اینجا جایی است که ماشین‌ها یا ربات‌های بسیار کوچکتر و متکی به هوش مصنوعی وارد میدان می‌شوند.

اکنون نسلی جدید از گشت‌زن‌های رباتیک در لوله‌های زیرزمینی در مرکز تحقیقات زیرساخت‌های شهری در دانشگاه «شفیلد» در دست آزمایش هستند.

این ربات‌های موسوم به ربات‌های لوله (Pipebots) ربات‌های مینیاتوری کوچک و متحرک هستند که از دوربین‌هایی به عنوان چشم و پا‌های مخصوص سود می‌برند. این مرکز دانشگاهی در همکاری با صنعت آب در حال ساخت و تکمیل این ربات‌ها به منظور گشت‌زنی در لوله‌ها و یافتن شکاف‌ها و محل‌های آسیب‌پذیر در لوله‌ها پیش از تبدیل آن‌ها به نشت آب است.

پروفسور «کریل هوروشنکوف» در مورد این ربات‌های به اندازه ماشین اسباب‌بازی می‌گوید: آن‌ها در طول لوله حرکت می‌کنند و عکس‌برداری می‌کنند همچنین میکروفونی دارند که به صدای لوله گوش می‌دهد. این ربات‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا در این خصوص تصمیم‌گیری کنند که آیا احتمال ایجاد شکستگی در لوله وجود دارد یا نه.

به گفته «نتا کوهن» از دانشگاه «لیدز»، بزرگترین چالش برای این ربات‌های لوله، مساله ارتباط آن‌ها است. وی می‌گوید: در زیر زمین «جی پی اس» (سامانه مکان‌یاب) وجود ندارد؛ بنابراین این ربات‌ها با یکدیگر در فواصل کوتاه با استفاده از صدا یا وای‌فای ارتباط برقرار می‌کنند.

این محققان در حال طراحی سامانه‌ای هستند که از طریق آن یک ربات بزرگتر «مادر» یک گروه از ربات‌های کوچک را حمل و راهنمایی می‌کند. این تیم تحقیقاتی امیدوار است که اولین ربات‌های لوله تا پنج سال آینده عملیات گشت‌زنی در لوله‌های آب را شروع کنند. تا آن زمان هر وقت که یک نشتی آب مشهود وجود داشته باشد، ماموران باید اقدام به کندن گودال کرده و با مشقت بسیار لوله را تعمیر کنند.

میانگین بارش سالانه در  انگلیس حدود ۸۰۰ تا ۱۴۰۰ میلی‌متر است در حالی که میانگین بارش در ایران بین ۱۳۵ تا ۳۵۵ میلی‌متر است و میانگین جهانی حدود ۳۵۰ میلی‌متر برآورد شده است. بر اساس آمار سال‌های اخیر مصرف سالانه آب در ایران حدود ۱۰۰ میلیارد مترمکعب است که حدود ۹۲ میلیارد مترمکعب آن در بخش کشاورزی، حدود ۲ میلیارد مترمکعب در بخش صنعت و حدود ۶ میلیارد مترمکعب در بخش شرب مصرف می‌شود.

برخی آمار ثبت شده نیز حاکی است که ۱۴ درصد از آب شرب تزریق شده به شبکه‌های انتقال و توزیع آب پیش از رسیدن به مصرف کننده از خطوط لوله فرسوده ، نشت می‌کند و هدر می‌رود که بر این اساس و با احتساب مصرف ۶ میلیارد مترمکعبی آب شرب سالانه حدود ۸۴۰ میلیون مترمکعب آب تصفیه شده هدر می‌رود.