از میدان نبرد تا حیاط خانهها: انقلاب سنسورهای نظامی در شناسایی لولههای سربی
فناوری پیشرفتهای که پیشتر برای پاکسازی میادین مین و شناسایی مهمات عملنکرده در وزارت دفاع ایالات متحده به کار میرفت، اکنون مأموریتی نوین در حوزه فناوری آب یافته است. سازمان آب سنآنتونیو (SAWS) با بهرهگیری از سنسورهای تشخیص فلزات با دقت نظامی، گامی بزرگ در جهت حذف لولههای سربی و تضمین سلامت شبکه توزیع برداشته است که میتواند الگویی برای مدیریت امنیت آبی در شهرهای بزرگ جهان باشد.
سازمان آب سنآنتونیو قراردادی ۴.۵ میلیون دلاری با شرکت White River Technologies برای استفاده از سنسورهای پیشرفته تشخیص فلزات منعقد کرده است.
این فناوری که در ابتدا برای وزارت دفاع توسعه یافته بود، امکان نقشهبرداری سهبعدی از فضای زیرزمینی و تمایز بین انواع فلزات را فراهم میکند.
آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) از سال ۲۰۲۱ تمامی شرکتهای خدماتی را ملزم به تهیه فهرست دقیق از جنس لولههای شبکه توزیع و انشعابات مشتریان کرده است.
فناوری که زمانی برای اسکن میادین مین استفاده میشد، به زودی به حیاط خانههای سنآنتونیو میآید. سازمان آب سنآنتونیو (SAWS) در جلسه هیئت مدیره خود در تاریخ ۲ ژوئن، قراردادی ۴.۵ میلیون دلاری با شرکت White River Technologies امضا کرد تا استفاده از فناوری پیشرفته تشخیص فلزات را آغاز کند.
این دستگاههای تشخیص فلز — که سنسورهایی سوار بر یک ارابه دستی هستند و چیزی میان مریخنورد و ماشین چمنزنی به نظر میرسند — برای یافتن مهمات منفجر نشده استفاده نمیشوند. آنها بخشی از استراتژی SAWS برای شناسایی لولههای سربی در نزدیکی منازل سنآنتونیو هستند. آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) از سال ۲۰۲۱ شرکتهای خدماتی را ملزم کرده است که فهرستی از مواد بهکاررفته در لولههای آب تهیه کنند. کرستین اِلر، ناظر کیفیت آب آشامیدنی در SAWS، اظهار داشت که شرکتها همچنین باید از جنس مواد در سمت مشتریان (انشعابات خصوصی) مطلع باشند. این شفافیت در دادهها، بخشی جداییناپذیر از اخبار آب در حوزه استانداردهای نوین سلامت است.
لولههای سربی میتوانند در طول زمان دچار خوردگی شوند و آب آشامیدنی آلوده میتواند اثرات منفی بر سلامتی از جمله کمخونی، مشکلات رفتاری و شنوایی برای کودکان و مسائل قلبی-عروقی برای بزرگسالان ایجاد کند. اِلر گفت که سازندگان در تگزاس استفاده از سرب در لولهها را در سال ۱۹۸۹ متوقف کردند و تیم SAWS در حال بررسی سوابق تاریخی و دادههاست تا تعیین کند کدام لولههای قدیمی ممکن است در معرض خطر آلودگی آب باشند. این رویکرد دقیق، بخشی از مدلهای مدرن حکمرانی آب شهری محسوب میشود.
سازمان SAWS از ابتدا با مقامات فدرال درباره جایگزینها رایزنی کرد. اِلر میگوید: «SAWS از همان ابتدا موضعی اتخاذ کرد تا ببیند کدام فناوریهای نوظهور ممکن است برای سنآنتونیو کارساز باشد. EPA به سراغ ما آمد و پرسید: آیا شما مایل هستید این فناوری را بررسی کنید؟» در نتیجه، SAWS با اجرای یک برنامه پایلوت و مطالعه روی این فناوری جدید موافقت کرد. مشابه این تحولات در انقلاب نشتیابی ماهوارهای در مدیریت منابع آب نیز دیده شده است که هدف آن کاهش هزینههاست.
این سنسور روی زمین حرکت داده میشود و سیگنالی ارسال میکند که از اشیاء مدفون بازمیگردد. اِلر افزود که این دستگاه در اصل برای وزارت دفاع ساخته شده بود زیرا میتواند نقشهای سهبعدی از فضای زیرزمینی با موقعیت دقیق اشیاء فلزی ایجاد کند. سنسور میتواند بین فلزاتی مانند آهن یا فولاد و فلزاتی مانند مس یا سرب که فاقد آهن هستند، تمایز قائل شود. دادهها در میدان جمعآوری شده و برای تحلیلگری ارسال میشود که جنس و مکان لوله را تعیین میکند.
البته اِلر اضافه کرد که این سیستم بینقص نیست. گاهی اوقات حیاط خانهها حاوی مصالح ساختمانی قدیمی یا قطعات فلزی است که مانع کار میشوند. در آن موارد، SAWS ناچار به حفاریهای نقطهای است. تا به امروز، این واحد خدماتی هیچ لوله سربی شناسایی نکرده است، اما حدود ۸۰ لوله فولادی گالوانیزه را حذف کرده است. لولههای فولادی گالوانیزه میتوانند سرب محلول در آب را جذب کرده و بعدها آن را آزاد کنند.
اگر SAWS نتواند تایید کند که آب آلوده به سرب هرگز با آن لولهها تماس نداشته است، آنها نیز حذف میشوند. اِلر گفت: «ما هیچ سربی پیدا نکردهایم و از این بابت خوشحالیم، اما قطعاً برای انطباق با قوانین به کار خود ادامه میدهیم.» تعویض لولهها توسط مشتریان تامین مالی میشود، هرچند SAWS در حال تدوین برنامهای برای کمک به این فرآیند است. SAWS در حال حاضر تیمهای میدانی خود را استخدام میکند و قصد دارد محله به محله، با تمرکز بر خانههای ساخته شده قبل از سال ۱۹۸۹، اطلاعرسانی را آغاز کند.
تحلیل اختصاصی تیم Water Insight Hub – مرکز بینش آب
پروژه سنآنتونیو نمادی از گذار به سمت «زیرساختهای هوشمند» در مقابله با فرسودگی شبکههای توزیع در جهان است. در بسیاری از نقاط جهان، بخش قابل توجهی از آب بدون درآمد (NRW) به دلیل عدم اشراف دقیق بر نقشه زیرزمینی هدر میرود. استفاده از سنسورهای با دقت نظامی برای تفکیک متریال لولهها، پنجره جدیدی به سوی بهینهسازی تعمیر و نگهداری باز میکند که مستقیماً با مدیریت منابع در ابعاد کلان پیوند خورده است.
اهمیت این فناوری در مدیریت منابع، در توانایی آن برای شناسایی نقاط آسیبپذیر بدون نیاز به صرف بودجههای سنگین حفاری نهفته است. طبق الگوهایی که در گزارش جهان در ورطه ورشکستگی آبی، به آنها اشاره شده، بهرهوری در نگهداری زیرساختها به اندازه تامین منابع جدید آب اهمیت دارد. سنسورهای هوشمند با کاهش عدم قطعیت، به مدیران اجازه میدهند منابع مالی محدود خود را دقیقاً در جایی هزینه کنند که بیشترین ریسک بهداشتی یا تلفات فیزیکی وجود دارد.
در حوزه فناوری، ما شاهد یک همگرایی میان فناوریهای دفاعی و غیرنظامی هستیم. این انتقال دانش، سرعت نوآوری در صنعت آب را به شدت افزایش داده است. همانطور که در تحلیل پیشبینی ۲۰۲۶: تحول فناوری آب و مدیریت منابع آب با هوش مصنوعی اشاره شد، ترکیب سختافزارهای سنجشازدور با نرمافزارهای تحلیل داده، امکان ایجاد «همزاد دیجیتال» دقیق از شبکه زیرزمینی را فراهم میکند.
نقش هوش مصنوعی در آینده این سیستمها غیرقابل انکار است. الگوریتمهای یادگیری ماشین میتوانند با تحلیل الگوهای بازگشتی سیگنالها، دقت تمایز بین فلزات را افزایش داده و خطاهای ناشی از وجود زبالههای فلزی در خاک را به حداقل برسانند. در آینده، این سنسورها با سیستمهای مدیریت دادههای مکانی ادغام شده و بخشی از سامانههای خودمختار در مدیریت شبکههای شهری خواهند بود.
برای ایران، که با فرسودگی شدید شبکه توزیع و نرخ بالای هدررفت آب دست و پنجه نرم میکند، بومیسازی چنین فناوریهایی یک ضرورت است. موضوعی که در نشتیابی هوشمند آب؛ جهش فناوری برای مدیریت بحران آب در ایران به تفصیل بررسی شده، نشاندهنده پتانسیل بالای این حوزه برای جلوگیری از اتلاف منابع ارزشمند آبی در میانه بحران فعلی است. تکیه بر دانش متخصصان داخلی در حوزه الکترونیک برای ساخت سنسورهای مشابه، میتواند یکی از ارکان تحول ساختاری در صنعت آب کشور باشد.
ایمیل رسمی مرکز بینش آب:
