Sieci wodociągowe różnią się od siebie rodzajem, wielkością i stopniem złożoności. Każda jest unikatowa i posiada zindywidualizowane cechy. Wskazanie w tak zróżnicowanych sieciach prawidłowej lokalizacji punktów monitorowania jakości, ciśnienia i natężenia przepływu wody spełniających wymagania referencyjności, jest niezwykle trudnym i często błędnie rozwiązywanym zadaniem. Wypracowanie uniwersalnej metody do prowadzenia takich działań wymagało od uczonych wielu skomplikowanych prac badawczych. Połączenie wysiłków naukowców z Politechniki Lubelskiej i Politechniki Warszawskiej z praktykami z Miejskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji „Wodociągi Puławskie” przyniosło doskonałe efekty. Powstała uniwersalna metoda lokalizowania punktów monitoringu sieci wodociągowej, dużo prostsza w obsłudze i mniej pracochłonna od dostępnych dotychczas na rynku.
O zaletach tej nowatorskiej i opatentowanej metody rozmawiamy z prof. dr hab. inż. Dariuszem Kowalskim z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Lubelskiej.
– Panie profesorze, dlaczego do monitorowaniu sieci wodociągowej potrzebna jest tak specjalistyczna metoda?
– Monitoring sieci wodociągowej pozwala na właściwe nią zarządzanie. Bez monitoringu trudno mówić o właściwym poziomie świadczenia usług przez przedsiębiorstwa wodociągowe. Dotyczy to zarówno ilości i ciśnienia dostarczanej wody, jak i jej jakości, co bezpośrednio przekłada się na bezpieczeństwo odbiorców. Aby monitoring odzwierciedlał rzeczywisty stan przesyłanej wody niezbędne jest właściwe zlokalizowanie punktów pomiarowych, w których badane są trzy podstawowe parametry: natężenie przepływu, ciśnienie i jakość przesyłanej wody. Problem lokalizacji staje się jeszcze bardziej trudny jeśli przedsiębiorstwa mają ograniczone środki na zakup i montaż czujników pomiarowych w rozległych sieciach. Na rynku istnieje ponad 20 metod matematycznych do typowania tej lokalizacji. Te metody są jednak bardzo złożone i niezwykle skomplikowane. Korzystanie z nich z reguły przekracza możliwości przedsiębiorstw wodociągowych. Pracownicy nie są przygotowani, aby samodzielnie tego dokonać i muszą angażować naukowców, co też generuje koszty. Metoda przez nas opracowana jest na tyle prosta, że przedsiębiorstwa same z niej korzystają. Uzyskiwane wyniki są porównywalne z metodami matematycznymi.
– Gdzie powinny być lokalizowane takie punkty pomiarowe?
– We wszystkich dokumentach związanych z monitorowaniem sieci wodociągowej, czyli w normach prawnych, wytycznych, w tym podawanych przez WHO, znajduje się jedna wskazówka, że powinny być lokalizowane w punktach referencyjnych. Niestety, nigdzie nie jest napisane co to znaczy referencyjne. To jest największy problem. Zachodzi pytanie, czy to mają być takie miejsca, które odpowiadają całości sieci, czy jakiemuś jej fragmentowi? Nikt tego nie wyjaśnił. W naszej uniwersalnej metodzie zaproponowaliśmy w związku z tym własną definicję punktów referencyjnych i tym samym rozwiązanie problemu. Zaproponowany przez nas sposób jest na tyle nieskomplikowany, że każde przedsiębiorstwo sobie z tym poradzi bez pomocy ekspertów. Prawidłowe zlokalizowanie punktów monitoringu przekłada się bezpośrednio na sposób zarządzania siecią wodociągową i ograniczanie strat wody. Poprawia się dzięki temu efektywność działania firmy i bezpieczeństwa użytkowników, którzy z tej wody korzystają.
– Jak długo trwały prace nad stworzeniem tej uniwersalnej metody?
– Prace badawcze zajęły ok. 5 lat. Zastosowanie elementów geometrii fraktalnej opisującej chaotyczne zbiory geometryczne, jak również elementów fizjologii organizmów pozwoliło na zaproponowanie metody uniwersalnej, niezależnej od typu, rodzaju sieci, stopnia złożoność, a nawet od jej wielkości. Na tę metodę składa się kilka projektów realizowanych wspólnie z Politechniką Warszawską i Wodociągami Puławskimi. Te projekty zostały zintegrowane w jeden spójny system. Pierwszy dotyczył sposobu wyznaczania lokalizacji punktów pomiaru jakości wody przesyłanej w sieciach wodociągowych. Mamy na to patent nr 222928. Drugi to sposób wyznaczania lokalizacji punktów pomiaru ciśnienia w sieciach wodociągowych (patent nr 222929), a trzeci związany jest ze sposobem wyznaczania lokalizacji natężenia przepływu (patent nr 222930). Ostatnio dołożyliśmy do tego systemu jeszcze nożową opaskę do nawiercania (wzór użytkowy nr 69030), która jest rozwiązaniem typowo technicznym. Zastosowanie ma wszędzie tam, gdzie podczas montażu urządzeń pomiarowych oraz przyłączy do sieci wodociągowej wymagane jest zachowanie jak najmniejszych odległości czujników od ścianek wodociągów. Kształt ramion tej opaski został tak opracowany, aby można było ją wykorzystać dla szerokiego zakresu średnic rur wodociągowych. Doświadczenie, jakie zdobyliśmy w Wodociągach Puławskich wskazuje, że w większości przypadków instalowanie czujników w miejscach wskazywanych przez proponowaną przez nas metodę lokalizowania punktów, potrzebna jest taka specjalna opaska nożowa do nawiercania. Wspomniane trzy patenty i wzór użytkowy stanowią zatem pewien komplet.
– Ile przedsiębiorstw wodociągowych korzysta już z tej metody ?
– Dopiero zaczynamy tę metodę upowszechniać wśród przedsiębiorców. Na razie współpracujemy z Wodociągami Puławskimi, które są naszym partnerem w tych projektach. Z wytypowanych w sieci wodociągowej punktów pomiarowych spółka regularnie otrzymuje informacje dotyczące jakości wody, ciśnienia i natężenia przepływu. Służą temu zainstalowane w sieci czujniki. To ogromnie ułatwia efektywne zarządzanie systemem dystrybucji wody od ujęcia po jej dostarczanie do każdego końcowego odbiorcy. Zastosowanie metody pozwala na osiąganie pozytywnych efektów w gospodarowaniu zasobami wody. Pomaga w udoskonalaniu procesów decyzyjnych dotyczących poboru, uzdatniania i dostarczania wody m.in. dzięki zastosowaniu wynalazku do sterowania, regulacji, monitorowania i modelowania pracy systemów sieci wodociągowych. Dodatkową korzyścią jest ułatwienie w dokonywaniu oceny niezawodności dostawy wody w odpowiedniej ilości, jakości i pod odpowiednim ciśnieniem do odbiorcy. Atutem jest szybkie i skuteczne wykrywanie awarii sieciowych oraz nielegalnego wykorzystywania wody przez hydranty pożarowe, a także lokalizowanie uszkodzeń systemu dystrybucji poprzez na przykład, atak terrorystyczny. Bardzo istotną zaletą jest ograniczenie wielkości strat wody na skutek szybszego wykrywania wycieków z nieszczelnych przewodów. Niemniej ważne jest również podniesienie bezpieczeństwa systemów gospodarki wodnej, szybkie i skuteczne działanie, monitorowanie natężenia przepływu wody oraz sprawny system przepływu informacji.
– Jakie jest zainteresowanie sektora branżowego ta uniwersalną metodą?
Naszą metodą zainteresowanych jest wiele przedsiębiorstw, ale pojawia się pewna bariera finansowa. Koszty czujników do monitorowania jakości i natężenia przepływu wody na rynku są wysokie. Mierniki do badania ciśnienia też nie są tanie. To bardzo często przekracza możliwości finansowe szczególnie małych firm wodociągowych. Najtańsza w tym wszystkim jest licencja na zakup uniwersalnej metody do wyznaczania lokalizacji, ale bez czujników nie będzie efektów działania zintegrowanego systemu. Jeśli chcemy ograniczyć straty wody w sieciach i zapewnić odbiorcom bezpieczeństwo dostaw to trzeba znaleźć sposób na dofinansowanie takich przedsięwzięć. Będzie się to z pewnością wszystkim opłacało. Warto zwrócić uwagę i podkreślić fakt, że powstaniu i implementacji uniwersalnej metody wyznaczania lokalizacji punktów monitoringu sieci wodociągowej, pomogło pozyskanie przez spółkę MPWiK „Wodociągi Puławskie”
dofinansowania z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka w latach, lata 2007-2013. Była to dotacja na wdrożenia systemu do efektywnego i kompleksowego zarządzania systemami wod-kan. W ramach tego przedsięwzięcia opracowany został przez zespół naukowo – badawczy pracowników Politechniki Warszawskiej i Politechniki Lubelskiej przy pomocy pracowników Wodociągów Puławskich wzorzec użytkowy
pt. „Metodyka wdrażania Zintegrowanego Systemu Zarządzania Infrastrukturą Techniczną Przedsiębiorstwa”. Jest to innowacja produktowa dedykowana na rynek jako specjalistyczne know-how pomocne do wprowadzania zintegrowanych systemów informatycznych usprawniających kompleksowe zarządzanie sieciami wodociągowymi i kanalizacyjnymi. Spółka chętnie podzieli się swym doświadczeniem w tym zakresie z innymi przedsiębiorstwami branżowymi. Warto z tego skorzystać.
Dziękuję za rozmowę
Z prof. Dariuszem Kowalskim z Wydziału Inżynierii Środowiska Politechniki Lubelskiej rozmawiała Jolanta Czudak.
