누설되는 송수관은 물 산업계에 일반적인 골칫거리이다. 영국수도관리국 Ofwat에 따르면, 영국 전체 물 공급의 20%~40%는 파이프 불량으로 소실되고 있는 것으로 파악된다. 누설 여부를 더욱 정확하게 발견하는 방법을 개발하는 것은 물 회사들이 투자를 줄이고 환경에 미치는 영향을 최소화하도록 할 것이다.

셰필드 대학교에서 발명된 시스템은 파이프를 통해 압력파를 전송하고 파이프 표면상의 누설이나 균열과 같은 예상치 못한 상황을 검지하면 해당 신호를 되돌려 주는 것이다,

 

신속하게 개폐할 수 있는 일반적인 수도 전에 설치된 밸브에 의해 압력파는 생성된다. 이 압력파는 파이프 내에서 비정상적인 특성을 만나게 되면 신호나 반송파를 되돌려 보낸다. 그 신호의 강도가 분석되어 누설 지점의 위치와 크기가 결정된다.

 

원래 셰필드 대학교 기계공학과 Stephen Beck 교수 연구팀에 의해 만들어진 이 시스템은, 영국 수처리 회사인 Yorkshire Water사와 이 대학교 토목 및 건축공학과 동료와 공동으로 프로토타입 장치로 개발된 것이다.

 

이제 이 장치는 영국 브래드포드에 있는 Yorkshire Water사의 현장 운영자 교육현장에서 시험되고 있으며, 그 결과는 누설 시험에 대한 신뢰할 수 있으며 정확한 결과를 제공함을 보여주고 있다. 강철 파이프 내의 누설은 정확히 1m 이내의 오차를 보여주고 플라스틱 파이프 내에서는 더욱 정확하여 20cm 이내의 오차를 보여주고 있다. 시험 결과는 [American Water Works Association] 저널에 발표되었으며, 그 제목은 ‘일시 압력의 켑스트럼 분석에 의한 파이프 내의 누설 장소 확인’이다.

 

기존의 누설 검지 기술은 파이프 내에서 빠져나오는 압축 수에 의해 생성되는 소음을 확인하기 위해 일반적으로 사용되는 마이크로폰을 가진 음향 센싱기술이다. 그런데, 이 방법은 시간이 오래 걸리고 오류를 범하기 쉽다. 예를 들어, 플라스틱 파이프를 사용한다는 것은 소리가 빨리 없어질 수 있음을 의미하며 이것이 검지를 매우 어렵게 만든다.

 

반대로, 셰필드 대학교 연구팀에 의해 개발된 이 장치는 파이프의 크기, 압력파의 속도 그리고 도달해야 할 거리에 기반을 둔 일련의 계산법을 사용한다. 이 장치는 가장 정확한 결과를 도출하기 위해 캘리브레이션될 수 있으며 모든 데이터는 현장에서 분석됨으로써, 유지보수 작업을 진행하기 이전에 즉각적인 결과를 제공한다.

 

이 시험을 이끄는 셰필드 대학교 토목 및 구조공학과 James Shucksmith 박사는 "우리는 지금까지 확인된 결과에 매우 흥분해 있다. 우리는 기존의 시스템이 하던 것보다 더욱 정확하고 신속하게 누설 위치를 확인할 수 있으며, 이는 수처리 회사가 유지보수 작업을 수행하는 데 있어 시간과 비용을 절감할 수 있음을 의미한다. 이 시스템을 Yorkshire Water사에 적용했을 때, 일부 매우 유망한 결과를 도출했다. 이제, 우리는 상업적으로 이 장치가 제작될 수 있도록 더욱 장치를 개발하기 위해 산업계의 파트너를 찾고 있다"고 말했다.

 

Yorkshire Water사의 네트워크 분석책임자인 Allyson Seth 박사는 "31,000km 길이의 송수관 네트워크의 누설 지점을 찾아내는 것은 우리에게 매우 중요한 작업이다. 지난 12개월에 걸쳐, 우리는 누설지점 감소를 위해 온갖 노력을 했으며 누설의 최소 수준을 달성하는 시점이다. 그렇지만, 우리는 더욱더 많은 작업 진행을 원하며 이것이 현재 사용하는 기존의 기술에 더불어 이러한 누설을 감소시키기 위한 새로운 방법을 모색하고 있는 이유이다. 셰필드 대학교의 엔지니어들과 공동으로 작업하는 이번 결과는 이러한 과정의 가장 최신 결과이며 우리는 지금까지 이룩한 것보다 더욱 발전시키기 위한 노력을 기대한다"고 말했다.