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Mit Drohnenüberwachung Trinkwasserverluste minimieren

Bevor das Trinkwasser den Verbraucher erreicht, versickern jährlich Milliarden von Kubikmetern durch undichte Stellen der Wasserleitungen. EU-finanzierte Technologien könnten diese Verluste nun halbieren, um rechtzeitig und effektiv der Verknappung von Trinkwasser gegenzusteuern.

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Fast ein Fünftel der Weltbevölkerung lebt in Regionen, die von Wassermangel betroffen sind. Und mit dem globalen Klimawandel wird Wasserverfügbarkeit immer weniger vorhersehbar. Weltweit haben derzeit fast 800 Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Eine bessere Bewirtschaftung der Wasserressourcen scheint daher dringend notwendig zu sein. Hier wäre ein effektiver und eigentlich sehr einfacher Ansatz, Wasserverlust in Form von „Non-Revenue-Water“ (NRW) zu vermeiden. Dabei handelt es sich um Wasser, das zwar in die öffentlichen Leitungen eingespeist wird, aber letztendlich nicht zum Verbraucher gelangt. Weltweit gibt es jedes Jahr einen Verlust von fast 32 Milliarden Kubikmetern Trinkwasser. Dieses Wasser hat bereits durch seine Aufbereitung finanzielle und energetische Kosten verursacht. Das EU-finanzierte Projekt WADI entwickelte kostengünstige Systeme zur Überwachung aus der Luft, um Leckagen schnell aufzufinden und Verluste zu minimieren. Mit der Technologie könnten diese Verluste künftig um beeindruckende 50 % reduziert werden, was Ökologie, Gesellschaft und Wirtschaft enorm zugute kommen würde.

Wasserbeobachtung mit Adleraugen

Trinkwasser legt in langen Wasserleitungen von der Aufbereitungsanlage zum Lagertank große Strecken zurück. Wasserleitungen, die das Wasser unter Stadtstraßen und Wohnhäusern entlangführen, haben in der Regel einen kleinen Durchmesser. „Lecks in den dickeren Rohrleitungen sind allerdings für mehr als 50 % des gesamten leckagebedingten Wasserverlusts verantwortlich. Mit herkömmlichen terrestrischen, akustischen Technologien sind diese Lecks schwer aufzufinden; auch sind Detektion, Überwachung und Reparatur ein Kostenfaktor. Daher nehmen die Versorger die Hauptleitungsrohre oft einfach aus den Leckerkennungsprogrammen heraus“, wie Projektkoordinatorin Elena Gaboardi, Projektleiter Christian Chatelard und der wissenschaftliche Koordinator Jean-Claude Krapez erläutern. Erfreulicherweise können Lecks aber mit Fernsensoren erkannt werden, da das austretende Wasser einen Einfluss auf die lokale Umgebung hat. Rund um die undichten Stellen nehmen, wie Krapez erklärt, Bodenfeuchte und/oder Wassergehalt der Pflanzen zu, was wiederum die Lichtreflexion optischer Wellenlängen verändert. Verdunstungsbedingte Temperaturänderungen (aus dem Boden) oder Transpiration (bei Pflanzen) verändern zudem die Infrarotemissionen. „WADI entwickelte eine neue Methode, um undichte Stellen in Wasserrohren mit kleinen Flugzeugen und Drohnen zu erkennen. Dabei gibt die veränderte, von oben sichtbare Oberflächenfeuchte den Hinweis auf den Ort der Leckage. Besonders geeignet ist die Methode für große ländliche, unzugängliche oder gefährliche Gebiete, in denen derzeitige Erkennungsmethoden versagen“, erklärt Chatelard.

Innovation nimmt Fahrt auf

In enger Zusammenarbeit mit Endnutzern optimierte das Wissenschaftlerteam von WADI die Technologien für den Markt. Indem thermische Infrarotsenoren mit Tageslicht- und Nahinfrarotdaten von Multispektralkameras kombiniert werden, lassen sich Lecks sehr viel genauer orten. Vorläufige Tests der Systeme in zwei Betriebsumgebungen zeigten, dass die Technologie satellitengestützten Systemen bei Kosten und Leistung ebenbürtig und herkömmlichen bodengestützten Leckageerkennungssystemen sogar überlegen ist. Europaweit belaufen sich die Verluste an sauberem Trinkwasser durch undichte Wasserleitungen auf etwa 23 %. Mit der Umsetzung der WADI-Technologie könnten diese um 50 % reduziert werden. Allgemein hat sich die Technologie auch zum Auffinden unterirdischer Wasservorkommen und zur Ortung von Wasser in trockenen Regionen bewährt. So kann WADI den Auswirkungen von Wasserknappheit entgegenwirken und den Zugang zu Trinkwasser verbessern, um eines der in sehr naher Zukunft bestehenden fünf globalen Risiken mit den voraussichtlich größten Auswirkungen zu mindern.

Schlüsselbegriffe

WADI, Wasser, Trinkwasser, Undichtigkeiten, Drohne, unbemanntes Luftfahrzeug, Wasserknappheit, Infrarot, Wasserleitung, Hauptleitungsnetz, Sensoren, Leckage, Non-Revenue-Water

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