Akustiska metoder för att bedöma avloppsledningars status - Smart Sewers (2024-2026)

Det övergripande målet med detta projekt är att undersöka potentialen av att använda vibrationsmätningar för att undersöka statusen hos avloppsledningsnät och i förlängningen att utveckla en metod som kontinuerligt bedömer ledningarnas status med realtidsmätningar och maskininlärningsalgoritmer.

Att hålla koll på ledningsnätens status för dricksvatten och avlopp är tidsödande och kostsamt, bland annat beroende på att de ligger under jord. Samtidigt är delar av dessa ledningsnät åldrande och har strukturella problem såsom att de är otäta, har svackor och är korroderade. Detta i sin tur leder till driftsproblem. Ett betydande problem är att avloppsledningar är otäta och att grundvatten, nederbörd och dricksvatten från otäta dricksvattenledningar läcker in i avloppsledningarna. Detta så kallade tillskottsvatten motsvarar lika stor mängd som det avloppsvatten som produceras i hushåll och andra verksamheter. Det vill säga, dubbelt så mycket vatten transporteras, pumpas och renas i Sverige, på grund av ett undermåligt avloppsledningssystem. Detta leder till ökad el- och kemikalieanvändning för transport och rening. Vidare genererar dessa flöden av tillskottsvatten bräddningar av orenat avloppsvatten till sjöar och vattendrag. Dålig status på ledningsnätet kan också ge sedimentavlagringar och avloppsstopp, som i sin tur kan ge källaröversvämningar.

Dagens mest vedertagna teknik för att undersöka avloppsnätens status är att använda videokamera (CCTV) som manuellt förs ner i ledningsnätet och filmar ledningarna medan en operatör samtidigt observerar och bedömer ledningsdefekter. Detta är tidskrävande, kostsamt och subjektivt. En målsättning kan vara för en medelstor kommun att återkomma och filma ledningarna vart tionde år. I mindre kommuner med små resurser har ledningarnas status aldrig systematiskt undersökts sedan de lades ner för flera decennier sedan. Därför finns behov av att undersöka och utveckla andra metoder för att snabbare och billigare kunna undersöka ledningsnätets status. En sådan metod skulle kunna vara att göra vibrationsmätningar och akustiska analyser av ledningsnätet. En fördel med en sådan metod är att man inte behöver gå ner i ledningsnätet, en annan fördel är att diagnostiseringen av rörets status skulle gå fortare. På så sätt skulle det vara lättare för VA-organisationer att arbeta med proaktivt underhåll. Akustiska metoder har använts för att finna läckor på dricksvattennät och gasledningar. Det har även utvecklats akustiska metoder för att undersöka och bedöma statusen på till exempel damm- och brokonstruktioner. Däremot finns idag inte akustiska metoder för att bedöma avloppsledningsnätens status.

I detta projekt kommer en metod att utvecklas för att samla in och analysera vibrations- och akustikdata från i första hand självfallsledningar. I det arbete ingår att välja lämpliga sensorer och frekvensområden och genomföra modelleringar av insamlade data. Vidare kommer den valda metoden att testas på ett ledningssystem som byggs upp i labb för att identifiera typiska mönster som signalerna ger för olika typer av strukturella ledningsdefekter. Baserat på resultaten från labb kommer metoden även att testas i fält. Där kommer vi att göra akustiska mätningar på ledningar som även spolats och filmats. Resultaten från de akustiska mätningarna kommer att jämföras med resultaten från filmningen.

Detta projekt kommer att genomföras i samarbete mellan Luleå tekniska universitet och VA-avdelningen på Bodens kommun samt VA-bolagen MittSverige Vatten & Avfall, Tekniska verken i Linköping och Luleå miljöresurs. Luleå tekniska universitet är representerat av forskare från VA-teknik och Teknisk akustik. En doktorand kommer att anställas och vara knuten till projektet. Doktoranden kommer även att samarbeta med den PostDoc som finansieras av projektet VA-NET, också lett av VA-teknik vid Luleå tekniska universitet är.

Projektet finansieras av Formas och pågår 2024-2026.