물 관련 정보를 제공하는 미국의 『워터온라인(WaterOnline.com)』은 디지털 혁신 잡지인 『Revolutionized(revolutionized.com)』의 편집장인 에밀리 뉴톤(Emily Newton) 산업저널리스트가 기고한 ‘노후된 도시 상수도 시스템에서 수도관 누수 수리의 과제(Challenges In Repairing Leaking Pipes In Aging Urban Water Systems)’라는 제목의 칼럼을 최근 게재했다. 그 내용을 소개한다.
전 세계적으로 국가들은 중요한 기반시설과 씨름하고 있다. 이러한 시스템 중 상당수는 수명주기가 끝나 오염, 물 낭비 및 비효율로 이어지고 있다.
하·폐수처리장의 종사자들은 이러한 메커니즘(Mechanisms)을 대규모로 개조하고 업그레이드하는 데 엄청난 부담을 안고 있다. 다행히도 업무를 신속하게 처리하고 시민들의 삶을 개선할 수 있는 솔루션이 마련되어 있다.
누수 위치 식별
노후화된 수도 시스템은 보다 직관적으로 설치할 수 있었다. 이 시스템은 탐색하기 번거로워서 작지만 강력한 누수를 감지하기 어렵다. 수천 갤런(1갤런=3.785리터)의 손실 원인을 파악하려면 더 숙련된 전문가의 노력이 필요할 수 있다. 일반적으로 작업자는 문제가 발생할 수 있는 곳을 수동으로 파악하거나 교육을 받았던 이론으로 추측을 한다.
이러한 기존 기술을 사용하면 문제가 악화될 수 있다. 이제 회사에서는 음향 누수 감지 장비(Acoustic Leakage Detection Equipment)를 배치하여 더 빠르고 더 확신을 가지고 원인을 발견하고 있다.
작업자는 마이크(Microphones), 광섬유 센서(Fiber-optic Sensors), 노이즈 로거(Noise Loggers,), 가속도계(Accelerometers)를 사용하여 20∼30cm의 정확도 내에서 물이 빠져나가는 위치를 찾을 수 있다. 수도관과 제어기(Controller)에 손을 대지 않고도 문제의 중심에 더 가까이 다가갈 수 있다.
미국에서는 약 2분마다 누수가 발생하여 매일 60억 갤런(약 2천271만2천471㎥)의 물이 손실된다. 때로는 수리로 인해 고객이 며칠 동안 물을 지속적으로 사용할 수 없게 될 수 있다. [사진출처(Photo source) = 캐피털 리젼 워터(Capital Region Water)]
수도관 부식 및 재료 무결성
녹슬고 부식되는 것은 노후화된 수도 인프라의 자연스러운 부작용이다. 구조적 무결성 문제는 종종 수도관 용접을 통해 새 부품을 구현하여 전체 교체 또는 신중한 재작업을 요구한다. 둘 다 복잡하며 중단이나 안전 위험을 초래할 수 있다.
기존 방법은 파괴적인 기술을 사용하여 우려의 범위를 파악하는 데 필요한 것보다 더 많은 손상을 일으킨다.
비파괴 검사(Nondestructive Testing)는 수도관망의 모든 것을 분해하지 않고 부식을 찾는 가장 좋은 방법 중 하나이다. 일반적으로 초음파 및 전자기 입자 검사를 사용하여 장비의 결함과 연속성 오류를 검사한다. 정보의 명확성은 불필요한 수리로 인한 낭비를 방지하고 교체 일정을 앞당길 수 있다.
접근 제한 및 제한된 공간
수도 인프라 및 하·폐수 부문에서는 직원이 제한된 공간에서 작업해야 하며 다른 물류 문제에 직면한다. 수리팀은 누수지점에 도달하거나 부품을 교체하기 위해 위험한 상황에 처해질 수도 있다.
미래의 접근성을 고려하는 것은 근로자들과 수도 기반시설 배치를 합리화하는 데 매우 중요하다. 교체 및 수리는 현대적인 청사진을 활용하여 미래를 위해 더 쉽게 작업할 수 있는 공간을 형성해야 한다.
이렇게 하면 더 많은 근로자가 이러한 일자리에 접근할 수 있다. 또한 기업은 SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition, 감독 제어 및 데이터 수집), 확장형 검사 카메라(Extendable Inspection Camera) 또는 원격 제어 로봇(Remote-Controlled Robotics)과 같은 직원에게 추가적인 영향력을 부여하기 위해 특수 도구에 투자할 수 있다.
스위스 서부와 북부 캘리포니아의 사례 연구는 SCADA가 최소한의 개입으로 유입과 침투를 원격으로 모니터링할 수 있는 방법을 보여주었다.
미국에서는 약 2분마다 누수가 발생하여 매일 60억 갤런(약 2천271만2천471㎥)의 물이 손실된다. 때로는 수리로 인해 고객이 며칠 동안 물을 지속적으로 사용할 수 없게 될 수 있다.
서비스 중단
모든 누수가 빠르게 패치작업(Patch Job)으로 해결되는 것은 아니다. 미국에서는 약 2분마다 누수가 발생하여 매일 60억 갤런(약 2천271만2천471㎥)의 물이 손실된다. 때로는 수리로 인해 고객이 며칠 동안 물을 지속적으로 사용할 수 없게 될 수 있다.
이러한 중단은 근로자들에게 광범위한 불만과 압박으로 이어진다. 이러한 불편함은 업계 근로자들에게 실질적이고 정신적 도전이 되는데, 품질 관리를 보장하는 동시에 홍보 문제를 피하기 위해 가능한 한 빨리 작업해야 하기 때문이다.
예상치 못한 불편을 방지하기 위해서는 보다 철저한 통신규약(Communication Protocol)을 설계하는 것이 필수적이다. 기업은 시스템에 연결된 사람들에게 누수 및 수리로 인해 접근성이나 청구서에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 알릴 수 있다.
고객 관계 프로그램은 가정과 기업 모두의 게시판을 자동화하는 데 도움이 된다. 이 애플리케이션은 수리가 진행됨에 따라 실시간 업데이트를 보내 복구 일정을 단축하거나 지연시킬 수 있다. 이러한 업데이트는 고객의 기대치를 유지한다.
노동력 보충 및 교육 할당
많은 업종과 마찬가지로 수도 부문도 노동력 부족을 겪고 있으며, 향후 10년 내에 종사자 중 약 30∼50%가 은퇴할 것으로 예상된다. 이러한 병목현상(bottleneck phenomenon)은 전문적인 개발과 교육을 위한 시간이 거의 없는 과로한 직원으로 이어진다.
이러한 직원들은 주로 최신 기기를 사용하여 전문화 및 디지털 기술에 더 능숙하게 대처할 수 있는 교육이 필요하다. 고령 인력과 젊은 인력 사이의 지식 격차는 누수 문제를 해결하는 방법에 대한 사고방식이 다르기 때문에 격차를 유발하기도 한다.
기업은 근로자가 차세대 누수 수리와 수도 시스템의 미래에 대해 자세히 알아볼 수 있도록 내부 세미나를 만들거나 교육 기회를 아웃소싱(Outsourcing, 외부조달)해야 한다. 이를 통해 근로자는 적절한 도구를 사용하여 직장에 들어가고 행동을 안내하는 가장 유익한 질문을 하는 데 필요한 기초를 갖추게 된다.
기존 직원을 숙련시키면서 계약업체를 찾거나 자동화를 도입하는 것은 사람들이 학습 기회로 일정을 채울 수 있는 시간을 여는 간단한 방법이다.
녹슬고 부식되는 것은 노후화된 수도 인프라의 자연스러운 부작용이다. 구조적 무결성 문제는 종종 수도관 용접을 통해 새 부품을 구현하여 전체 교체 또는 신중한 재작업을 요구한다. 둘 다 복잡하며 중단이나 안전 위험을 초래할 수 있다. [사진출처(Photo source) = 캐피털 리젼 워터(Capital Region Water)]
예산 제약 및 자금 조달
공공 수도기관은 예산이 부족할 수 있으며, 상당한 누수를 신속하게 수리하는 것은 선택 사항이 아니다. 그러면 노후화된 인프라가 방치되어 회사가 자금원을 찾는 동안 문제가 악화될 수 있다.
기업은 투자처를 찾는 방식에 창의력을 발휘하기만 하면 된다. 미국의 식수 보조금(Drinking Water Grants)과 같은 주 및 연방 보조금이 제공된다. 공공-민간 파트너십(Public-private partnerships, PPP)은 항상 유익하고, 특히 공공 수역에 대한 일관되고 깨끗한 접근성에 의존하는 관련 부문의 경우 더욱 그렇다.
장기 계획에는 다양한 자금 조달원이 필수적이다. 수도 시스템 현대화에는 수년이 걸리기 때문이다. 여러 경로를 통해 조직은 위험 평가에 따라 프로젝트를 계획할 때 더 안정적이고 정보를 얻을 수 있다.
수도 근로자가 매일 이러한 장애물에 직면하지만, 현대 기술과 혁신으로 인해 더 쉽게 대처할 수 있게 되었다. 이들은 전문가들이 새로운 기술을 배우고 작업흐름(Workflow)를 더 직관적으로 만들 수 있도록 지원한다.
또한 고객의 투명성을 높여 누수 수리에 걸리는 시간을 파악할 수 있도록 한다. 모든 수도 시설과 파트너는 이러한 전략을 채택하여 현대 인프라로의 전환을 보다 신중하고 신속하게 진행해야 한다.
작업자는 마이크(Microphones), 광섬유 센서(Fiber-optic Sensors), 노이즈 로거(Noise Loggers), 가속도계(Accelerometers)를 사용하여 20∼30cm의 정확도 내에서 물이 빠져나가는 위치를 찾을 수 있다. 수도관과 컨트롤러에 손을 대지 않고도 문제의 중심에 더 가까이 다가갈 수 있다. [사진출처(Photo source) = 워터저널 DB]
[원문보기]
Challenges In Repairing Leaking Pipes In Aging Urban Water Systems
Worldwide, nations are tackling critical infrastructure. Many of these systems are reaching the end of their lifecycles, leading to pollution, water waste, and inefficiencies.
Wastewater employees carry a monumental burden in retrofitting and upgrading these mechanisms at such immense scales. Fortunately, solutions are available to expedite the work and better citizens’ lives.
Identifying Leak Locations
Aging water systems could have been installed more intuitively. They are cumbersome to navigate, making small yet powerful leaks hard to detect. It could require an effort from a more experienced professional to identify the source of thousands of gallons of losses. Typically, workers manually excavate or make educated guesses about where the problem might be.
These conventional techniques allow problems to be exacerbated. Now, companies are deploying acoustic leak detection equipment to discover the source faster and with greater confidence.
Workers can use microphones, fiber-optic sensors, noise loggers, and accelerometers to find where water is escaping within 20 to 30 centimeters of accuracy. They can get closer to the problem’s center without finagling with pipes and controllers not needing attention.
Pipe Corrosion And Material Integrity
Rusting and corrosion are natural side effects of aging water infrastructure. The structural integrity issues often warrant full replacements or careful reworking by implementing new pieces via pipe welding. Both are complex and can cause disruptions or safety hazards.
Conventional methods use destructive technologies, causing more damage than necessary to identify the scope of the concern.
Nondestructive testing is one of the best ways to find corrosion without breaking apart everything in the pipeline. It usually uses ultrasonic and electromagnetic particle tests to scan equipment for defects and continuity errors. The clarity of information will prevent waste from unnecessary repairs and hasten replacement timelines.
Limited Access And Confined Spaces
The infrastructure and wastewater sectors require employees to work within limited spaces and face other logistic challenges. Repair crews may have to put themselves in dangerous situations to reach a leak or replace a part.
Considering accessibility in the future is crucial for workers and streamlining water infrastructure layouts. Replacements and repairs should leverage modern blueprints to form an easier space to work in for the future.
This will make these jobs accessible to a wider array of workers. Additionally, companies can invest in specialized tools to give staff extra leverage, such as supervisory control and data acquisition (SCADA), extendable inspection cameras, or remote-controlled robotics. Case studies in Western Switzerland and Northern California demonstrated how SCADA could remotely monitor inflow and infiltration with minimal intervention.
Disruption To Service
Not every leak is a quick patch job. They appear in the U.S. around every two minutes, causing losses of 6 billion gallons of water daily.4 Sometimes, repairs can cause customers to lose consistent water access for days.
This interruption leads to widespread dissatisfaction and pressure on the workers. The inconvenience is a practical and mental challenge for industry workers, as they have to work as fast as possible to avoid public relations concerns while ensuring quality control.
Designing more thorough communication protocols is essential for preventing unexpected upsets. Companies can inform those connected to the system how their accessibility or bills might be affected because of the leak and its repairs.
Customer relations programs are helpful for automating bulletins for households and businesses alike. The application can send real-time updates as repairs progress, shortening or delaying the restoration schedules. These maintain customer expectations.
Supplementing Labor And Allocating Training
The water sector, like many trades, is experiencing a labor shortage, with around 30% to 50% retiring in the next 10 years.5 This bottleneck leads to overworked staff with little time for professional development and education.
These individuals need training to make them more adept at specialized and digital skills, primarily with modern devices. The knowledge gaps between older and younger workforces also cause disparities, as they have different mindsets on how to tackle a leak.
Businesses should craft internal seminars or outsource educational opportunities for workers to learn more about the next generation of leak repair and the future of water systems. These will equip them with the foundations they need to go into a job with the right tools and ask the most beneficial questions to guide their actions.
Seeking contractors while upskilling existing staff or incorporating automation are straightforward ways to open time for people to fill schedules with learning opportunities.
Budget Constraints And Funding
Public water entities could have tight budgets, and fixing sizable leaks rapidly is not an option. The aging infrastructure would then remain unattended, allowing issues to become worse while companies seek funding sources.
Corporations merely need to get creative with how they find their investments. State and federal grants are available, such as the Drinking Water Grants in the U.S.6 Public-private partnerships are always beneficial, especially for related sectors relying on consistent and clean access to public water.
A diverse portfolio of funding sources will be essential for long-term planning, as water system modernization will take years. Having several avenues will make organizations more stable and informed when planning projects based on risk assessments.
So Long, Leaks
While water workers encounter these hurdles daily, modern technology and innovation are making them easier to cope with. They empower professionals to learn new skills and make workflows more intuitive.
They also boost transparency with customers so they can stay in the loop on how long leak repairs take. Every water utility and partner should adopt these strategies to make the transition to modern infrastructure more considerate and swift.
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