광섬유 기술은 누수하는 파이프로부터의 수손실 문제에 대한 해답이 될 수 있을 것입니다.
광섬유 기술은 수손실 문제에 대한 해답이 될 수 있습니다.
세계적으로 매일 약 486억m³의 물이 분실되고 있다. 국제 수협(IWA)에 따르면, 이러한 분실의 주범은 상수관과 서비스 파이프의 지하 누수이다.
수도관망에서 누수를 모니터링하기 위해 밀라노 공과대학 연구원들은 광섬유를 활용한 혁신적인 방법을 실험해 보았다. 광섬유는 저렴하고 많이 사용되는 기술로, 우리가 집에서 빠른 인터넷을 사용할 수 있게 해준다.
과학자들은 광자 정보의 처리와 저장이 가능한 Stimulated Brillouin Scattering(SBS) 기술을 기반으로 한 분산 광섬유 감지(DFOS) 케이블을 개발했다. 이들은 시민, 농업 및 산업용으로 주로 사용되는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 파이프를 연구 대상으로 삼았다.
파이프의 외부 표면에 광섬유 케이블을 감싸고 부착하여, 압력 이상으로 인한 변형을 감지하는 능력을 테스트했다. 이러한 압력 변형은 물 누수로 인한 것과 같다.
실험은 두 단계로 구성되었다. 먼저, 과학자들은 정적 압력으로 테스트된 HDPE 파이프에서 센서 배치의 민감도를 평가했다.
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연구자들은 말했다. “이 첫 단계는 성공적이었으므로, 우리는 흐르는 물이 있는 파이프 회로에서 누수로 인한 압력 이상을 감지하는 데 집중했습니다. 전반적으로, DFOS 사용에 대한 결과는 매우 작은 물 누수도 식별하고 위치를 파악할 수 있다는 가능성을 확인했습니다.”
연구팀은 모니터링 솔루션을 더욱 발전시키고, 통합된 DFOS 케이블을 가진 “원래 스마트” HDPE 파이프의 대규모 생산을 추진할 계획이다. 광섬유 데이터를 해석하기 위해 기계 학습 알고리즘을 사용하면 누수 예측 모델을 만들 수도 있다.
수기술은 아직도 기금의 한 조각만 받고 있지만, 기후 위기에 시달리는 세계에서는 자연 자원 관리에 중요한 역할을 할 것이다.
