Mit Sensoren und Künstlicher Intelligenz (KI) erkennen Forscher der kanadischen University of Waterloo Wasserrohrbrüche frühzeitig. Die Betreiber können dann sofort reagieren und die Leitung stilllegen, so dass Folgeschäden vermieden werden, welche die Gemeinden unzählige Millionen Euro kosten. Oft werden Leck erst nach Tagen oder Wochen entdeckt, manchmal gar nicht.
Das Kombisystem der Wissenschaftler spürt verräterische Geräusche auf, die bei einem Rohrbruch entstehen. Die Unterwasser-Schallempfänger werden in bestehenden Hydranten installiert. Das ist bei laufendem Betrieb möglich, sagen die Forscher um Ingenieur Roya Cody. Als Schallleiter dient das fliessende Trinkwasser.
Jetzt kommt die KI ins Spiel: Der Mix an Geräuschen in einer Trinkwasserleitung ist enorm umfangreich. Kurven beeinflussen ihn, Abzweigungen zu den Verbrauchern, Druckschwankungen und andere Unregelmässigkeiten. Die KI filtert alle Geräusche, die zu einem ungestörten Betrieb gehören, heraus. Bleibt etwas übrig, schliesst das Programm auf ein Leck.
Fünftel des Trinkwassers verloren
«Unser Detektionssystem ermöglicht es den Gemeinden, ihre Ressourcen für die Wartung der Leitungen und deren Reparatur effektiver zu nutzen», sagt Cody. In Kanada gehen 13 Prozent des Trinkwassers aufgrund von Lecks zwischen der Aufbereitung im Wasserwerk und den Endkunden verloren. In Städten mit älteren Rohrnetzen ist der Prozentsatz noch höher. Gemäss Statista, einem Anbieter für Markt- und Konsumentendaten lag in Deutschland die Verlustrate im Jahr 2007 bei 6,5 Prozent, in Frankreich bei 20,9 Prozent.
Spektakuläre Rohrbrüche, bei denen Wasser meterhoch aus der Erde schiesst, bleiben naturgemäss niemals unentdeckt. Bei kleinen Lecks dagegen dauert dies manchmal einen sehr langen Zeitraum. «Indem wir kleine Lecks aufspüren, verhindern wir spätere grosse Rohrbrüche, deren Reparatur sehr teuer ist», meint der Forscher Roya Cody.
Jetzt bereiten die Forscher Feldtests vor. Im Labor erkannte das System Lecks, aus denen pro Minute 17 Liter Wasser sprudelten. Als nächstes will Cody mit seinem Team das System verfeinern, sodass sogar eine Lokalisierung von Lecks möglich ist. Bisher müssen Rohrleitungen über eine weite Strecke freigelegt werden, um die undichte Stelle zu finden.
