L’acqua, nonostante sia una risorsa primaria e indispensabile alla vita viene purtroppo sprecata a causa delle perdite idriche. Infatti, nella sola Europa, l’acqua dispersa è mediamente del 30% (con picchi del 40% ad esempio in Italia) e questo a causa delle tubazioni poste sottosuolo, ormai molto vecchie, e soggette a continui cedimenti strutturali. Sensibili al problema delle dispersioni e appassionati di tecnologie di derivazione spaziale, abbiamo concepito un nuovo sistema per la pre localizzazione delle perdite con un sistema che sia contactless, rapido e a basso costo che si basa sull'analisi di neutroni derivati da raggi cosmici secondari.
I sistemi spaziali sono divenuti ormai parte integrante delle nostre attività quotidiane, siano esse professionali o personali, rendendole più veloci ed affidabili e migliorando la qualità e definizione del servizio; si pensi, ad esempio, al tempo risparmiato usando un navigatore satellitare, ad internet ed alle elevate velocità di trasmissione dati, alle previsioni meteo, ecc.
Da queste tecnologie spaziali è nato il progetto “Cosmic Rays Water Leaks” che assiste gli operatori acquedottistici nella ricerca delle perdite della propria rete di distribuzione, sia adduttrice che distributrice, analizzando la concentrazione di raggi cosmici liberi ed indicando agli operatori dove recarsi per riparare la perdita idrica risparmiando notevole tempo rispetto ai metodi classici di investigazione basati su geofoni o sistemi similari.
La tecnologia utilizzata da Cosmic risiede nell’indagine del sottosuolo alla ricerca delle zone ad alta umidità tramite l’analisi di neutroni derivati da raggi cosmici.
I raggi cosmici sono particelle di varia origine (extragalattica, galattica, solare) che continuamente investono la terra. Si dividono in primari (incidenti) e secondari (derivazione in cascata dei primi per interazione con particelle dell’atmosfera) che composti da particelle atomiche e subatomiche giungono fino al suolo e oltrepassano la Terra.
Tra tutte le particelle cosmiche, ve ne sono alcune, i neutroni, maggiormente applicabili per la ricerca di perdite idriche delle quali, grazie alle consolidate tecnologie di derivazione nucleare, conosciamo già alcune caratteristiche.
Le principali caratteristiche sono di non avere carica, avendo quindi il vantaggio di essere insensibili a campi magnetici ed elettrici e di essere soggetti a collisioni ed assorbimenti con gli elementi, da cui deriva il “libero cammino medio”, ossia la distanza media tra due collisioni successive. Infatti, ogni elemento presenta un “effetto moderante”, ossia la riduzione dell’energia dei raggi cosmici a seguito di collisioni con altri materiali. L’effetto moderante di materiali ed involucri metallici è trascurabile rispetto a quello di composti contenenti idrogeno come l’acqua, sono infatti necessarie solo 18 collisioni con H e ben 500 con Fe. L’idrogeno, e di conseguenza l’acqua, ha un alto effetto moderante sui neutroni oltre che un effetto assorbente. In particolare, la presenza di acqua nel suolo riduce in modo prevedibile la quantità di neutroni misurabili. Il tasso rilevato è influenzato fortemente dall’umidità nel suolo con una relazione di proporzionalità inversa.
Pertanto, la quantità di acqua nel suolo può essere valutata monitorando i neutroni nell’aria. E’ quindi chiaro che un terreno in cui l’acqua è presente in percentuale maggiore, avrà un effetto moderante/assorbente maggiore sui raggi cosmici rispetto ad un terreno più secco. L’operatore quindi non ha bisogno di percorrere a piedi con il geofono tutta la rete idrica, ma si recherà direttamente sui punti identificati dalla mappa. È innegabile il risparmio di tempo e di risorse di cui si beneficia con questa tecnologia.
Il dispositivo è costituito da un opportuno rilevatore in grado di contare i raggi cosmici in una determinata banda energetica, i quali vengono registrati ed associati ad un posizionatore satellitare e successivamente ad una elaborazione aggiuntiva per tener conto dei fattori di influenza, i dati ottenuti vengono automaticamente inviati al server per le elaborazioni definitive. La ricerca può avvenire mediante identificazione realtime, ossia con il solo passaggio del mezzo sopra il tubo e la verifica immediata della perdita non appena il sensore segnali una diminuzione del numero di neutroni, oppure tramite ricerca differita, in quanto il sensore era stato prima posto su un mezzo ed ha compiuto diversi passaggi sul territorio, per cui ne deriva una mappa risultante con l’evidenza dei punti sempre più umidi.
