{"id":23657,"date":"2025-01-02T20:15:19","date_gmt":"2025-01-02T19:15:19","guid":{"rendered":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2025\/01\/02\/pipebots-robot-che-intercettano-le-perdite-di-acqua\/"},"modified":"2025-01-02T20:15:19","modified_gmt":"2025-01-02T19:15:19","slug":"pipebots-robot-che-intercettano-le-perdite-di-acqua","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/test.cfdfeaservice.it\/index.php\/2025\/01\/02\/pipebots-robot-che-intercettano-le-perdite-di-acqua\/","title":{"rendered":"Pipebots: Robot che intercettano le perdite di acqua"},"content":{"rendered":"
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Pipebots punta a rivoluzionare la gestione delle infrastrutture di tubazioni interrate con lo sviluppo di microrobot progettati per lavorare nelle reti di tubazioni sotterranee e nei siti pericolosi<\/strong>.<\/p>\n

di Lisa Borreani<\/em><\/p>\n

L\u2019approvvigionamento sicuro di acqua e di energia \u00e8 fondamentale per la societ\u00e0, ma negli ultimi decenni stiamo affrontando sfide globali quali il cambiamento climatico, lo stress idrico, gli obiettivi di carbonio, il cambiamento demografico, l\u2019urbanizzazione che influiscono sui processi.<\/p>\n

Nonostante gli sviluppi nelle tecnologie di ispezione come i cani da fiuto e i droni per immagini termiche, molti fornitori hanno difficolt\u00e0 a monitorare le condizioni <\/strong>e il deterioramento <\/strong>della propria rete di condotte. Ci\u00f2 porta a guasti imprevisti del sistema, come la rottura dei tubi e le piccole perdite nascoste.<\/p>\n

Di conseguenza, ogni giorno vengono sprecati miliardi di litri di acqua<\/strong> che si disperde nel terreno.<\/p>\n

La velocit\u00e0 con cui si riesce a rilevare le perdite ha un impatto diretto sul successo della risposta di riparazione. Tuttavia, l\u2019individuazione di queste anomalie in genere comporta la chiusura al traffico delle strade a volte solo parziale, per permettere di scavare con mezzi meccanici e manualmente nel suolo spesso con difficolt\u00e0 passando attraverso complessi sistemi di tubazioni.<\/p>\n

I ricercatori dell\u2019Universit\u00e0 di Sheffield presso l\u2019Integrated Civil and Infrastructure Research Center<\/a> (ICAIR) stanno sviluppando una soluzione per trasformare la gestione della rete di condutture del Regno Unito che permetta interruzioni minime delle strade.<\/p>\n

Il professor Kirill Horoshenkov del Dipartimento di ingegneria meccanica dirige un progetto interdisciplinare che rivoluziona la gestione delle infrastrutture delle tubazioni. Il progetto, noto come \u201cPipebots\u201d, invia minuscoli robot nei tubi per ispezionare e riparare eventuali danni.<\/p>\n

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\u201cSprintbot\u201d il primo prototipo di Pipebots<\/figcaption><\/figure>\n

L\u2019unione fa la forza: la nascita dei Pipebots<\/h2>\n
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Professor Kirill Horoshenkov (FREng) Direttore del programma Pipebot.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n

Il professor Horoshenkov ha sviluppato per la prima volta il concetto di Pipebot <\/strong>durante il suo periodo come responsabile della robotica su TWENTY65<\/strong>, un progetto collaborativo finanziato dal Consiglio di ricerca in ingegneria e scienze fisiche<\/a> (EPSRC). Nel 2017, Kirill ha contattato esperti di tutte le universit\u00e0 del Regno Unito per formare un team di collaboratori al fine di trasformare e portare l\u2019uso dei robot nel settore idrico.<\/p>\n

\u201cCon la giusta esperienza, \u00e8 possibile mettere insieme una soluzione in grado di affrontare le numerose sfide affrontate dall\u2019industria dei tubi. Pipebots \u00e8 suddiviso in diversi temi che consentono agli esperti di guidare nella loro area di studio la ricerca di soluzioni sostenibili.\u201d<\/em> dichiara Kirill Horoshenkov, Professore di Acustica presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell\u2019Universit\u00e0 di Sheffield.<\/p>\n

Il progetto \u00e8 stato suddiviso in otto temi di ricerca che vanno dalla comunicazione e dai sensori alla navigazione e al coinvolgimento dell\u2019utente finale. Ogni tema \u00e8 condotto da esperti delle Universit\u00e0 di Sheffield, di Birmingham, di Bristol e di Leeds.<\/p>\n

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I temi di ricerca di TWENTY65<\/h3>\n
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Il tema 2 \u00e8 incentrato sullo sviluppo di nuove tecniche di imaging<\/strong>. I robot utilizzano i sensori come gli esseri umani usano i propri sensi per avere informazioni dal mondo che li circonda. <\/p>\n

La prima sfida \u00e8 di avere informazioni accurate e pertinenti, riguardanti le condizioni del tubo. Ci\u00f2 richiede lo sviluppo di sistemi non distruttivi sonici\/ultrasonici per rilevare, localizzare e dimensionare difetti e condizioni di flusso in tubi pressurizzati e parzialmente riempiti con lo stesso flusso. La seconda sfida \u00e8 estrarre queste informazioni in modo affidabile<\/strong>. Ci\u00f2 implica lo sviluppo di metodi statistici per ridurre gli effetti dell\u2019incertezza nelle misurazioni. La terza grande sfida riguarda lo sviluppo dell\u2019hardware di rilevamento e analisi dei dati efficiente dal punto di vista energetico e integrato con gli altri sistemi.<\/p>\n

Il tema 3, relativo ai sistemi robotici<\/strong>, affronta le sfide associate alla progettazione e alla produzione di hardware per sciami robotici in grado di sopravvivere a lungo termine e di spostarsi affidabilmente nei tubi interrati.<\/p>\n

Il team del tema 4 relativo al controllo autonomo<\/strong> si occupa della progettazione del \u201ccervello\u201d del robot, un\u2019architettura neurale per il processo decisionale che fornisce integrazione sensoriale e controllo sequenziale dei movimenti. Gli algoritmi sono ottimizzati per eseguire la ricerca diretta del bersaglio, la mappatura, il rilevamento, il superamento dei pericoli e la ricarica della batteria. <\/p>\n

Per il tema 5, relativo alla navigazione<\/strong>, la prima sfida \u00e8 generare mappe 3D accurate delle reti di condotte utilizzando movimenti 1D e pseudo-2D in ambienti di caratteristiche variabili. La seconda sfida \u00e8 incorporare le conoscenze pregresse per migliorare le prestazioni dello SLAM. La terza sfida \u00e8 combinare le informazioni SLAM di pi\u00f9 robot per produrre una mappa della rete di tubi fusi in tempo reale per la navigazione, il rilevamento dei robot e per interventi mirati delle societ\u00e0 di servizi pubblici.<\/p>\n

Come i Pipebot esplorano le tubature sotterranee<\/h4>\n
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Pipebot che ispeziona un tubo<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cAbbiamo definito obiettivi di progetto specifici per ciascun tema, assicurandoci che tutti condividano la stessa visione. Questo approccio flessibile consente alle idee emergenti di essere perseguite in temi separati collegando al tempo stesso tutto il nostro lavoro verso lo stesso obiettivo dell\u2019utente finale\u201d <\/em>aggiunge il professor Horoshenkov.<\/p>\n

Con una larghezza di soli 40 mm, i Pipebots sono minuscoli robot dotati di gambe adatte a tutti i terreni e con telecamere al posto degli occhi. I Pipebots esplorano autonomamente la rete fognaria sotterranea e utilizzano i sensori di bordo per cercare eventuali guasti. Sono in grado di evitare aree riservate e collaborare insieme per scansionare e ripulire ampie zone.<\/p>\n

I robot hanno le dimensioni di un giocattolo e alla fine avranno la capacit\u00e0 di nuotare nel flusso liquido per muoversi lungo il tubo dell\u2019acqua, scattare foto e catturare suoni per determinare autonomamente la possibilit\u00e0 che il tubo sviluppi o meno un guasto.<\/p>\n

Una volta individuato un guasto, i Pipebots eseguono la scansione <\/strong>e trasmettono le informazioni in modalit\u00e0 wireless a un tecnico. Il team preposto alla riparazione avr\u00e0 la posizione esatta del guasto per consentire una riparazione rapida e senza interruzioni alla viabilit\u00e0 ed evitare lavori di ripristino del fondo stradale.<\/p>\n

\u201cAttualmente le aziende sono costrette alle riparazioni immediate alla presentazione di una rottura. I Pipebots aiutano le aziende a reagire proattivamente ai problemi prima che diventino seri\u201d<\/em>, afferma il professor Horoshenkov.<\/p>\n

L\u2019industria ed i Pipebots<\/h2>\n
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I robot saranno alloggiati in un hub simile a un piccolo garage<\/figcaption><\/figure>\n

Il team sta collaborando con grandi aziende idriche per avvicinare la tecnologia all\u2019industria, come ad esempio Northumbria Water che sta costruendo una nuova struttura per testare soluzioni per l\u2019ispezione delle condutture dell\u2019acqua. Finanziato dall\u2019Ofwat Innovation Fund<\/strong>, l\u2019impianto \u00e8 composto da una conduttura di cinque chilometri che simula il flusso di acqua pulita ma non \u00e8 collegata ad alcuna propriet\u00e0. Ci\u00f2 consentir\u00e0 test rigorosi senza rischio di interruzione della fornitura idrica al cliente.<\/p>\n

Pipebots sta inoltre collaborando con Thames Water<\/strong> per valutare come la tecnologia possa essere utilizzata per ispezionare le condutture sempre in aumento che pompano le acque fognarie verso gli impianti di trattamento dell\u2019acqua. Il progetto valuter\u00e0 come utilizzare i robot per monitorare le condizioni interne di questi tubi fognari completamente pressurizzati.<\/p>\n

Non appena i robot saranno nei tubi, lavoreranno per raccogliere dati e sviluppare una comprensione autonoma per identificare e risolvere i guasti. Il team sperimenter\u00e0 infine una nuova tecnologia in cui i robot sigilleranno le perdite direttamente all\u2019interno dei tubi, riducendo ulteriormente la necessit\u00e0 di scavi e interruzioni. Aziende in Australia, Cina e Medio Oriente sono interessate al loro utilizzo, quindi la loro conoscenza diventa internazionale.<\/p>\n

\u201cIl nostro prossimo progetto riguarder\u00e0 anche la costruzione di un Tankbot, un robot pi\u00f9 grande che integri tutte le nostre idee di ricerca in una singola unit\u00e0. Questo robot sar\u00e0 dotato di una scheda PC che gli conferir\u00e0 pi\u00f9 intelligenza e la capacit\u00e0 di prendere decisioni ancora pi\u00f9 autonome. Il mercato per queste tecnologie nel settore dei tubi \u00e8 davvero illimitato\u201d<\/em>, afferma il professor Horoshenkov.<\/p>\n<\/div>\n

L’articolo Pipebots: Robot che intercettano le perdite di acqua<\/a> sembra essere il primo su Il Progettista Industriale<\/a>.<\/p>\n<\/div>\n

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Autore: Roberta Falco<\/p>\n

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