Robôs minúsculos podem ajudar a consertar tubos de água com vazamento

Micro-robôs que podem inspecionar tubos de água, diagnosticar rachaduras e consertá-los autonomamente-reduzindo vazamentos e evitar trabalhos caros de escavação-foram desenvolvidos por uma equipe de engenheiros liderados pela Universidade de Sheffield.

Os pequenos robôs, chamados PipeBots, podem revolucionar como a infraestrutura de água é gerenciada e ajudar a salvar alguns dos 3 bilhões de litros de água que são perdidos através de tubos com vazamentos todos os dias na Inglaterra e no País de Gales.

Com um comprimento total de cerca de 350.000 km, a rede de água do Reino Unido remonta à era vitoriana. Como a infraestrutura subterrânea está envelhecendo, rachaduras e falhas estão causando vazamento de água – uma taxa que é suficiente para encher 1.200 piscinas olímpicas.

Os menores vazamentos podem causar problemas significativos. Atualmente, a única maneira de os trabalhadores humanos identificarem a falha é cavar e localizar um vazamento no labirinto de tubos. Isso pode levar dias de pesquisa, resultando em altos custos e fechamentos de estradas que afetam as empresas e os residentes nas proximidades. A Utility Street Works custa à economia do Reino Unido pelo menos £ 4 bilhões por ano e pode causar interrupções em empresas e residentes.

Para enfrentar isso, pesquisadores da Escola de Engenharia Mecânica, Aeroespacial e Civil da Universidade de Sheffield, em colaboração com as universidades de Birmingham, Bristol e Leeds, desenvolveram uma variedade de robôs em miniatura com novos sensores que podem viajar através de tubos e verificar defeitos autonomamente.

O menor robô mede 40 mm de largura – semelhante ao tamanho de um carro de brinquedo. Os bots estão equipados com pequenos sensores acústicos e câmeras de alta especificação, que lhes permitem navegar e detectar falhas livremente.

Sem a necessidade de desenterrar estradas ou calçadas, um enxame de tubos pode ser colocado em um cubo de implantação e abaixado em um tubo de água através de um hidrante por um engenheiro. Os pequenos patrulhistas explorarão a área, procurarão falhas e retransmitirá os dados de volta ao engenheiro acima do solo.

Os PipeBots são inteligentes e evitarão áreas restritas, como conexões de clientes, e trabalham em colaboração para limpar áreas de maneira rápida e eficiente. Eles estão equipados com pernas todo-o-terreno, que lhes permitem navegar por qualquer caminho difícil que possam encontrar durante o subsolo. Eles também podem conversar dentro de um curto alcance, para que possam trabalhar juntos para realizar tarefas e resolver problemas.

O professor Kirill Horoshenkov, diretor de programa e professor de acústica da Universidade de Sheffield, disse: “Os tubos de água com vazamentos são um dos maiores problemas que a indústria de água enfrenta, não apenas aqui no Reino Unido, mas também em que as empresas e os governos são mais difíceis de serem incríveis para a infraestrutura de envelhecimento. pequeno.

“Os PipeBots que desenvolvemos podem revolucionar como mantemos nossa infraestrutura de água e poderíamos reduzir significativamente os três bilhões de litros de água perdidos diariamente na Inglaterra e no País de Gales. Os bots diminuiriam a pressão sobre os recursos e potencialmente salvariam a parte da economia do Reino Unido dos 4 bilhões de libras perdidas anualmente devido a obras de rua e distúrbios relacionados”.

Além dos tubos de água, os bots são capazes de operar em uma variedade de outros ambientes, incluindo esgotos, tubos de gás e locais perigosos que são inacessíveis para os seres humanos.

Os pesquisadores de Sheffield estão trabalhando em três projetos com parceiros da indústria da água e autoridades locais em todo o Reino Unido para adaptar os bots para atender às necessidades específicas da indústria. O trabalho inclui:

• PipeBot Patrol – um projeto para desenvolver, construir e testar um robô de esgoto autônomo que vive no esgoto, inspecionando e levantando alertas constantemente para a localização precisa dos bloqueios, à medida que estão começando a se formar.
• PipeBots para aumentar a rede elétrica – um projeto para desenvolver a tecnologia para inspeções de avaliação de condições no aumento da rede de águas residuais ao vivo, o que permitirá que os trabalhos de reabilitação sejam planejados e priorizados, reduzindo o risco de falha levando à poluição.
• Sem reparo de vazamentos – um projeto para desenvolver a tecnologia para reparar vazamentos dentro da rede de água viva, sem escavações disruptivas e com interrupções mínimas no suprimento de água.

A equipe de Sheffield também está trabalhando em um projeto, Pipeon, para desenvolver tecnologias robóticas e de IA avançadas para inspeção e manutenção de esgotos autônomos.

O professor Horoshenkov acrescentou: “O projeto PipeBots é um ótimo exemplo da importância da colaboração entre universidades e indústria. Nossa pesquisa demonstrou quão eficaz a tecnologia pode ser e os parceiros da indústria estão nos ajudando a torná-la relevante para as necessidades do usuário final, testar, avançar e, finalmente, implantá-lo a enfrentar um desafio importante para os faces da indústria da água”.