HYDRA: Μια αρθρωτή πειραματική υποδομή για την ανάπτυξη και δοκιμή έξυπνων τεχνολογιών νερού
Το έργο HYDRA: Μια αρθρωτή και προσαρμόσιμη πειραματική εγκατάσταση για την ανάπτυξη και δοκιμή έξυπνων τεχνολογιών νερού, θα δημιουργήσει, στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Υδραυλικής του ΕΜΠ, μια αρθρωτή και επεκτάσιμη πειραματική διάταξη ροής υπό πίεση, που θα συνοδεύεται από φυσικά και ψηφιακά στοιχεία αστικών συστημάτων ύδρευσης. Η υποδομή θα επιτρέπει τη διαμόρφωση εναλλακτικών τοπολογιών δικτύου, επιτρέποντας τη συγκριτική αξιολόγηση τεχνολογιών σε ένα ευρύ φάσμα λειτουργικών συνθηκών και σεναρίων.
Το HYDRA θα είναι η πρώτη υποδομή αυτού του τύπου στην Ελλάδα, και μία από τις λίγες στην Ευρώπη, ενώ επιλέχθηκε για χρηματοδότηση από το ΕΛΙΔΕΚ, στο πλαίσιο της 2ης Πρόσκλησης για την προμήθεια Εξοπλισμού Έρευνας Υψηλής Αξίας.
Οι αστικές υποδομές ύδρευσης αντιμετωπίζουν μια σειρά από νέες προκλήσεις στην παροχή νερού, με ασφάλεια και αξιοπιστία, υπό την πίεση της αύξησης του πληθυσμού, της γήρανσης των υποδομών, των κλιματικών πιέσεων, των κυβερνό-φυσικών απειλών και της συνεχούς ανάγκης για βιώσιμες και ανθεκτικές πρακτικές διαχείρισης. Σε αυτό το πλαίσιο, το HYDRA επιχειρεί να λειτουργήσει ως καταλύτης καινοτομίας, υποστηρίζοντας την ανάπτυξη και δοκιμή νέων έξυπνων τεχνολογιών σε εργαστηριακό περιβάλλον, αλλά κοντά στις πραγματικές συνθήκες.
Στόχοι:
υποστήριξη προπτυχιακών, μεταπτυχιακών και δια βίου μάθησης μαθημάτων στο ΕΜΠ, μέσα από πρακτικές εμπειρίες με το αντικείμενο
υποστήριξη έρευνας και ανάπτυξης νέων μοντέλων, αλγορίθμων και εργαλείων για την προσομοίωση και ανάλυση συστημάτων ύδρευσης
υποστήριξη έρευνας και ανάπτυξης για νέες ψηφιακές υπηρεσίες και εφαρμογές (Digital Twins)
υποστήριξη έρευνας και ανάπτυξης για την διαχείριση κρίσιμων υποδομών, όπως είναι τα δίκτυα ύδρευσης
υποστήριξη έρευνας και ανάπτυξης για νέα μετρητικά συστήματα και αισθητήρες και αξιολόγησή τους σε πραγματικές συνθήκες
Το HYDRA θα αποτελείται από ένα αρθρωτό και επεκτάσιμο κύκλωμα αγωγών υπό πίεση και ο αρχικός του σχεδιασμός περιλαμβάνει δύο βασικές πειραματικές διατάξεις: ενός δικτύου με βρόχο (HYDRA-L) και ενός δικτύου μονής διέλευσης (HYDRA-SP), μαζί με άλλα φυσικά στοιχεία συστήματος ύδρευσης (π.χ. δεξαμενές αποθήκευσης και αποστράγγισης, αντλίες, βαλβίδες απομόνωσης και εξόδου), τα οποία θα επιτρέπουν τη διαμόρφωση εναλλακτικών τοπολογιών και κλιμάκων δικτύου, υπό ένα ευρύ φάσμα συνθηκών λειτουργίας και δυναμικών σεναρίων πραγματικού κόσμου, τόσο σε χωρικό όσο και σε χρονικό επίπεδο.
Η διάταξη θα τροφοδοτείται από το κύριο δίκτυο ανακυκλοφορίας του Εργαστηρίου Υδραυλικής και όλες οι εκροές θα συλλέγονται στη δεξαμενή αποστράγγισης, η οποία έχει διπλή λειτουργία: α) αποθήκευση και ανακυκλοφορία νερού για ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης και β) απομόνωση όγκων που περιέχουν χημικούς ή βιολογικούς παράγοντες, για μεγιστοποίηση της ασφάλειας και αποφυγή ανακυκλοφορίας τους στο σύστημα. Το HYDRA-L χρησιμεύει ως συστήματος διανομής για οικιακές (σωλήνες μικρής διαμέτρου) και βιομηχανικές εισροές (μεγαλύτερης διαμέτρου) σε κύριες και δευτερεύουσες κλίμακες.
Η διάταξη μπορεί να προσομοιώσει πολλαπλές τοπολογίες δικτύων και εναλλακτικές συνθήκες λειτουργίας, μέσω τηλεχειριζόμενων βαλβίδων και αντλιών τροφοδοσίας, καθώς και διαφορετικά σενάρια και προφίλ ζήτησης (οικιακή, βιομηχανική κ.λπ.) μέσω των ρυθμιζόμενων, τηλεχειριζόμενων βαλβίδων εκροής σε κάθε κόμβο.
Το έργο ξεκίνησε την 1η Νοεμβρίου 2025 και οι δραστηριότητές του θα διαρκέσουν δυο χρόνια. Κύριος Ερευνητής του έργου είναι ο Καθηγητής Χρήστος Μακρόπουλος, ενώ το Ίδρυμα διεξαγωγής είναι η Σχολή Πολιτικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου.
Θεωρητικό σχέδιο της πειραματικής εγκατάστασης HYDRA
Το Έργο με τίτλο υλοποιείται στο πλαίσιο της «2ης Προκήρυξης ΕΛ.ΙΔ.Ε.Κ. για την προμήθεια ερευνητικού εξοπλισμού μεγάλης αξίας» (Αριθμός Έργου ΕΛ.ΙΔ.Ε.Κ. 18168).
