Tania i zaawansowana technologicznie metoda monitorowania zanieczyszczeń wody
Według aktualnych szacunków, 746 milionów mieszkańców Indii żyje bez dostępu do odpowiednich urządzeń sanitarnych. W rezultacie 37,7 miliona osób rocznie zapada na choroby przenoszone przez wodę, a 500 dzieci poniżej piątego roku życia umiera codziennie z powodu biegunki. „Problemy związane z niedoborem i niską jakością wody, choć niewątpliwie stanowią zagrożenie zdrowotne, przyczyniają się też do pogorszenia warunków życia milionów ludzi”, mówi Svetlana Klessova z francuskiej firmy G.A.C. Group, koordynatorka projektu badawczo-innowacyjnego LOTUS, współfinansowanego przez Unię Europejską i indyjski Departament Nauki i Technologii. Szybkie i dokładne monitorowanie jakości wody zostało uznane za klucz do zapewnienia wszystkim mieszkańcom Indii dostępu do bezpiecznej wody pitnej wysokiej jakości. W związku z tym zespół projektu LOTUS opracował zaawansowaną technologię czujników, która pozwala na szybkie wykrywanie potencjalnych problemów związanych ze skażeniem wody, takich jak obecność bakterii kałowych. Dzięki temu nowa metoda pozwala szybciej wdrożyć środki zaradcze i ograniczyć wszelkie negatywne skutki dla ludzi. „Nasze rozwiązanie umożliwia wykrycie szkodliwych substancji w wodzie, a co za tym idzie dostarczanie władzom i społecznościom informacji niezbędnych do poprawy jakości wody i optymalizacji jej wykorzystania”, wyjaśnia Bérengère Lebental, główna badaczka na Gustave Eiffel University we Francji. Urządzenie opracowane w ramach projektu LOTUS jest obecnie testowane w rurach dostarczających wodę pitną na terenie Indii; ponadto planowana jest jego instalacja w cysternach.
Rozwiązania współtworzone ze społecznością
W pierwszej kolejności zespół projektu zaangażował w prace mieszkańców, dostawców i władze, aby określić potrzeby i wyzwania lokalnych społeczności. Następnie grupy te pracowały wspólnie nad zaprojektowaniem i wdrożeniem wspomnianych rozwiązań. „Ta współpraca pomogła nam ustalić, że priorytetem jest opracowanie taniego przenośnego urządzenia do monitorowania jakości wody. Po otrzymaniu informacji zwrotnych od społeczności poprawiliśmy nasz projekt, dbając o to, by był dostosowany do lokalnego kontekstu i miał duże szanse powodzenia”, dodaje Senthilmurugan Subbiah z Indyjskiego Instytutu Technologii w Guwahati (IITG). Powstał w ten sposób kompaktowy, przenośny i tani czujnik LOTUS, w którym zastosowano technologię opartą na nanorurkach węglowych. Jest on w stanie wykryć szeroką gamę substancji chemicznych istotnych dla analizy jakości wody, w tym najczęstsze zanieczyszczenia i chemikalia uzdatniające, takie jak chlor. Podczas kontaktu z wodą związki chemiczne adsorbują się na powierzchni nanorurek, których szczególną zaletą jest możliwość dostosowania w taki sposób, by reagowały na określone związki chemiczne. Wówczas zmienia się ich opór elektryczny, co umożliwia pomiar stężenia danego związku. System LOTUS konwertuje sygnały analogowe czujników na sygnały cyfrowe, które są przetwarzane i przesyłane do systemu zarządzania danymi w chmurze. Interfejs użytkownika zawiera narzędzia wizualizacyjne, które przekładają uzyskane pomiary na praktyczne informacje. Dzięki funkcji monitorowania w czasie rzeczywistym możliwe jest podjęcie natychmiastowych działań w przypadku wykrycia zanieczyszczenia, a dostęp do danych historycznych pozwala na analizę trendów. „Z myślą o wdrożeniu naszego rozwiązania na obszarze całych Indii wyposażyliśmy je w funkcję komunikacji bezprzewodowej oraz panele słoneczne, dzięki którym czujniki są zasilane w sposób autonomiczny”, zaznacza Lebental.
Testy czujnika i instalacje pilotażowe
Testy czujnika odbyły się w 40-metrowym demonstratorze sieci dystrybucji wody we Francji, zawierającym wodę wodociągową o różnych poziomach pH i stężeniach chloru. „Uzyskaliśmy zachęcające wyniki, pokazujące wysoką dokładność czujnika w wykrywaniu aktywnego chloru i poziomu pH w rurociągach przeznaczonych do wody pitnej”, mówi Lebental. Czujniki LOTUS zostaną poddane dalszym testom na stanowisku badawczym w IITG, w które zaangażowane zostaną lokalne społeczności, władze i organizacje pozarządowe. Następnie urządzenia zostaną zainstalowane w miejskiej sieci dystrybucji wody w Guwahati w celu dalszej demonstracji i walidacji technologii. Bazując na możliwościach oferowanych przez czujnik LOTUS, zespół projektu opracował też kilka rozwiązań w zakresie oprogramowania z myślą o takich zastosowaniach jak monitorowanie systemów wody pitnej, zarządzanie taborem cystern i systemy oszczędzania wody w instalacjach nawadniania. W przypadku cystern czujniki LOTUS będą podstawą działania systemu zarządzania jakością wody wykorzystującego chlor, opracowanego przez partnera projektu, niemieckie przedsiębiorstwo wodociągowe AUTARCON.
Owoce globalnej współpracy
Budowanie globalnego partnerstwa jest skutecznym sposobem na osiągnięcie niektórych celów zrównoważonego rozwoju ONZ. Znajduje to odzwierciedlenie w działaniach zespołu projektu LOTUS umożliwiających transfer technologii między partnerami indyjskimi i europejskimi. W ramach tych działań technologię systemu udostępniono firmie www.hydroscope.in (Hydroscope Technology) – indyjskiemu start-upowi, który wprowadzi ją na rynek przy wsparciu partnerów projektu. „Jesteśmy przekonani, że dzięki przyjaznemu dla użytkownika interfejsowi i wszechstronności umożliwiającej działanie w różnych warunkach wodnych nasze urządzenie, oparte na wynikach projektu LOTUS, nie tylko przyniesie korzyści dla zdrowia i bezpieczeństwa publicznego, ale także wyznaczy punkt odniesienia w dziedzinie monitorowania jakości wody, mający znaczenie dla innych regionów stojących przed podobnymi wyzwaniami”, zauważa Sudhanshu Mishra, dyrektor generalny firmy Hydroscope Technology. Po zatwierdzeniu przez organy regulacyjne technologia ta nie tylko trafi na rynek, ale przyczyni się również do osiągnięcia celów indyjskiego rządu, określonych w inicjatywie Jal Jeevan Mission i programach AMRUT, mających na celu poprawę infrastruktury wodno-kanalizacyjnej na obszarach wiejskich i miejskich. Przed zakończeniem projektu zespół planuje jeszcze podjęcie współpracy z decydentami politycznymi, a także prowadzenie działań edukacyjnych i informacyjnych. „Zdobycie zaufania społeczności poprzez poprawę jakości wody w miejscach publicznych pomoże ograniczyć skalę wykorzystania indywidualnych domowych oczyszczaczy wody, co obniży ogólne koszty, zmniejszy zużycie energii i ograniczy ilość odpadów”, podsumowuje Subbiah.
Słowa kluczowe
LOTUS, Indie, jakość wody, choroby, rura, cysterna, monitorowanie, czujnik, zanieczyszczenia, nawadnianie, ścieki
