Este año va camino de ser uno de los más calurosos desde que comenzaron las mediciones y Europa registró su segundo junio más cálido registrado. Si bien el aumento de la temperatura global está afectando fuertemente los recursos hídricos, es fundamental abordar las fugas en las tuberías y la red de transmisión. En algunos países europeos, casi la mitad del agua canalizada se pierde antes de llegar al grifo.

Una gran parte de las pérdidas se produce en tuberías de gran diámetro que atraviesan zonas rurales, donde las empresas tienen problemas para monitorearlos debido a que las encuestas de campo tradicionales son costosas y requieren mucho tiempo.

Por lo tanto, investigadores europeos han desarrollado un servicio de vigilancia que utiliza aviones (para inspeccionar áreas amplias) y drones (para sitios de difícil acceso) equipados con cámaras multiespectrales e infrarrojas. Para analizar los datos, utilizaron el llamado método del triángulo. Es un enfoque bastante pionero para detectar fugas de agua, que combina medidas de temperatura superficial y un índice de vegetación.

Se basa en el hecho de que las fugas conducen a temperaturas superficiales más bajas, que puede ser detectado por una cámara termográfica infrarroja. Sin embargo, la respuesta térmica de los suelos con vegetación es diferente a la de los desnudos, lo que dificulta obtener una respuesta inequívoca en términos de contenido de humedad y pérdida potencial de agua. Por lo tanto, los investigadores agregaron un parámetro que mide la fracción de cobertura vegetal, que se infiere mediante cámaras hiperespectrales, para obtener una escala de humedad dependiente de la temperatura que varía según la vegetación.

El sistema ha sido desarrollado bajo el proyecto de la UE WADI, coordinado por youris.com. Su directora ejecutiva Elena Gaboardi comparte los resultados finales más importantes del estudio.

¿Por qué esta tecnología es económicamente competitiva?

Limitar las fugas de agua frena los costos operativos de los servicios públicos, incluidos los costos de energía para bombear agua, al mismo tiempo que aumenta la cantidad de agua que se puede vender. Esta, Sucesivamente, limita el riesgo de aumentar los precios para los clientes.

En comparación con las tecnologías de la competencia, El beneficio económico del sistema WADI radica en la eficiencia de las operaciones:puede monitorear redes complejas y tuberías largas (50 a 90 km / h dependiendo del uso de drones o aviones) y, ya que está en el aire, Puede llegar a lugares inaccesibles o apartados con todo tipo de terreno. Es más, el costo de las técnicas convencionales de detección de tierra varía entre 1, 000 a 5, 000 euros por kilómetro, mientras que la tecnología aerotransportada oscila entre 50 y 200 euros por kilómetro.

¿Cuáles son las principales ventajas para el medio ambiente?

Además de los ahorros en el consumo de energía para la extracción y distribución de agua, la identificación de fugas de agua obviamente conduciría a más recursos hídricos disponibles. En última instancia, la cantidad de productos químicos utilizados en las plantas de tratamiento de agua para el suministro de agua humana también sería menor.

En este contexto, aplicamos una evaluación del ciclo de vida ambiental y económico y comparamos los resultados con la tecnología convencional, que es el método acústico. Tomamos en cuenta, por ejemplo, el combustible consumido durante los vuelos de la aeronave (MAV), el impacto de la fabricación de aviones en algunos indicadores como la eutrofización del agua dulce [como consecuencia de la liberación de aguas residuales industriales, ed. nota] y el agotamiento del agua, el indicador de toxicidad humana relacionado con el mercurio contenido en el detector de infrarrojos de las cámaras.

Para los vuelos de drones (UAV), nos centramos en el impacto de las baterías en el ozono, recursos metálicos y salud humana. En particular, consideramos el consumo de electricidad para cargarlos y la necesidad de reemplazarlos durante la vida útil del dron.

Se estimó que la aplicación de las técnicas WADI (ambas tecnologías (MAV y UAV) al 5% de los sistemas de distribución de agua europeos podría reducir potencialmente 166,5 millones de kg de CO ₂ /año, reduciendo el consumo de energía para el suministro de agua. En comparación con la huella de carbono asociada a las unidades MAV y UAV WADI (270, 000 kg CO2eq y 545 kg CO2eq respectivamente), los beneficios son enormes.

Hiciste dos campañas aéreas en Francia y Portugal. ¿Cuáles son los resultados más importantes de las pruebas de campo?

La campaña en Francia fue la primera prueba en un entorno real. Validamos nuestro equipo y ajustamos nuestra estrategia de medición. Después, las dos encuestas en Portugal arrojaron resultados notablemente mejores. Las imágenes recolectadas durante los vuelos UAV y MAV fueron procesadas y analizadas, y se identificaron posibles eventos de fugas. Luego, cada evento de detección se clasificó como verdadero positivo / verdadero negativo / falso positivo / falso negativo y se asoció a otros parámetros. a saber:la tecnología utilizada (UAV / MAV), las condiciones ambientales, el tipo de vegetación y el tipo de suelo, humedad, temperatura del suelo, presencia de riego y precipitación en los diez días previos al vuelo.

En general, el sistema demostró ser capaz de detectar agua en el suelo en aproximadamente el 70% de los casos, mientras que el rendimiento de la tecnología para descubrir fugas de agua reales fue aproximadamente del 50%. Más importante, Observamos que la precisión del sistema en la focalización de eventos reales ha mejorado significativamente con el tiempo. de una campaña a otra. Por lo tanto, confiamos en que una base más amplia de casos mejoraría aún más el desempeño.

¿Cuáles son las mejores condiciones para utilizar la tecnología WADI?

La tecnología funciona mejor en zonas agrícolas con suelos desnudos, cultivos en etapa temprana de desarrollo y áreas mixtas. No funciona tan bien en áreas forestales. Los resultados también sugieren que la solución funciona bien en suelos arcillosos y arenosos, pero no tanto en suelos arcillosos limosos.

La complejidad o el diámetro de las tuberías a investigar y el tipo de tecnología utilizada (UAV vs MAV) no afectan el rendimiento. Las condiciones climáticas, de lo contrario, puede hacerlo. Por ejemplo, la campaña en Francia se llevó a cabo después de fuertes lluvias y eso dificultó la detección correcta de fugas.

Las empresas de agua que probaron WADI nos ayudaron a identificar las mejoras necesarias y es posible que sigan utilizando la tecnología. contribuyendo así a su mejora.

En el aspecto técnico, las actuaciones deberán mejorarse, especialmente en terrenos con vegetación específica o abundante. Es más, el tiempo entre el vuelo y el análisis de datos debe reducirse y no tomar más de un mes.

¿Qué pasará una vez finalizado el proyecto de investigación? ¿Podrán las empresas de agua utilizar esta tecnología? ¿Cuándo?

El servicio se encuentra ahora en la etapa de prototipo. Un grupo de socios ha elaborado una hoja de ruta para el desarrollo de un servicio completo en el futuro, el horizonte es de aproximadamente un año desde la finalización del proyecto y 2022 para la comercialización.