Putkirikkojen ennakointi on yhä keskeisempää

Vesiputkiston kunnon kartoittaminen ja vuotovikojen ennakointi tekoälyllä ovat nousemassa putkistojen uusimisen rinnalla pääratkaisuiksi, kun vanhat kaupungit kamppailevat yleistyviä putkirikkoja vastaan. Sen lisäksi kannattaisi kiinnittää huomiota ainakin infratyömaiden arkeen ja katujen rakennekerrosten vahvuuteen.

Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä (HSY) tilastoi pääkaupunkiseudulla vuosittain keskimäärin noin 300 äkillistä putkirikkoa.

Tämän vuoden alussa Helsingin keskustassa ja esikaupungeissa oli useita isoja putkirikkoja, jotka aiheuttivat tulvia ja haittasivat vedenjakelua laajalla säteellä. Suuri katutulva ydinkeskustassa ”näyttävällä paikalla” Lasipalatsin ja Päärautatieaseman välillä 13. tammikuuta nousi jopa valtakunnalliseksi uutiseksi. Tuolloin sää oli juuri lauhtunut no­peasti, mistä ensimmäiseksi haettiin selitystä.

HSY:n verkko-osaston johtaja Tommi Rantala ottaa esimerkkejä vuotojen syistä ”yleisellä tasolla.”

Putkistojen rakentamisen aikaan on tuskin lainkaan ollut tietoa siitä, missä kaikessa käytössä kyseinen maankohta on tulevaisuudessa.

Esimerkiksi katuosuuden liikenne voi olla suunniteltua raskaampaa tai vilkkaampaa.

”Voiko olla, että rakennekerrokset olisi (aikoinaan) tehty nykytarpeisiin nähden liian kevyesti?” Rantala kysyy.

Ydinkeskustan tulva aiheutui putkirikosta Arka­diankadun alla. Putki on peräisin 1950-luvulta, eli se on paljon nuorempi kuin esimerkiksi läheisellä Mannerheimintien suurella katutyömaalla nyt jo uusiin­ vaihdetut yli 100 vuotta vanhat valurautaputket. Osittain arvailujen varaan jää se, miten paljon esimerkiksi ­talvisäiden jyrkät muutokset, raskas liikenne, infratyömaat tai muista syistä johtuvat maaperän ja putkien liikahdukset vaurioittavat putkilinjoja.

Joskus työvirheitäkin

Yksi näkyvä syy koko Suomessa on se, että katuja avataan tiuhaan esimerkiksi tietoliikenneputkien asentamiseksi ja kaduille rakennetaan tonttiliittymiä.

Rantala arvioi, että infratyömailla on voinut ennallistamisessa tapahtua virheitä.

Kaivutöissä ilmenee toisinaan huolimattomuutta­ tai suoranaisia työvirheitä. Liikenne- ja viestintäministeriön määräysasetuksen noudattamatta jättämistä ei ole sanktioitu.

HSY tutki ja tiedotti varsin tarkasti helmikuun alun tulvan syystä Mechelininkadulla, Töölössä. Katu­työmaalla oli tehty virheitä: työnaikainen putkiston tuenta oli riittämätön, ja todennäköisesti lukkotiiviste oli jäänyt asentamatta.

Kolme putkityyppiä

Helsingin maanpinnan alla kulkee kolmen eri aikakauden vesijohtoputkia. Rantalan mukaan eri aikakausien­ putket eroavat toisistaan paitsi ominaisuuksiltaan myös siinä, miten monta vuosikymmentä ne kestävät käytössä.

Vanhimmat putket on valmistettu muottivalu­raudasta ja ne ovat hyvin paksuja. Seuraava putki­sukupolvi on harmaata valurautaa. Pallografiittivalu­rautaputkea ryhdyttiin käyttämään 1970-luvulla ­harmaiden valurautaputkien rinnalla, ja 1980-luvulta lähtien on käytetty lähes pelkästään pallografiittivalurautaputkia.

”Se on harmaata valurautaa sitkeämpää ja vahvempaa. Pallomaisen kiderakenteen ansiosta halkeamat ovat harvinaisempia kuin harmaassa valuraudassa. Nämä putket ovat ohutseinämäisiä, mutta pinnoitteet estävät hyvin syöpymiä”, Rantala sanoo.

Ikä ei ole ainut kriteeri putkistojen uusimistarpeen arvioinnissa, vaikka suuria katuremontteja usein julkisuudessa perustellaan putkiston iäkkyydellä.

HSY:n vesijohtoverkostosta yli 100 vuotta vanhoja valurautaputkia on 1,4 prosenttia. Tämä on noin 45 kilometriä pääkaupunkiseudun verkoston 3 240 kilometrin yhteispituudesta. Näitä vanhimman mallisia ­valurautaputkia asennettiin Helsingissä vuosina ­1870 – 1925.

”Nämä yli 100-vuotiaat putket ovat toimivia nykyisinkin. Ne on valmistettu muottivaluraudasta, jonka seinämä on hyvin paksu, ja läpisyöpymiseen menee kauan aikaa. Näistä viallisimmat on saneerattu vuosien­ saatossa”, Rantala kertoo.

Pääkaupunkiseudun vesi- ja viemäriverkoston kokonaispituus on 6 300 kilometriä. Verkostolle tulee koko ajan lisää ikää, joten HSY ennustaa putkirikkojen yleistyvän. Siksi riskien kartoittamisen merkitys korostuu siinä missä putkien uusimistahdista huolehtiminenkin.

Aluemittaus ratkaisee?

Putkirikkotilanne, jossa verkon kunto pettää tämän tästä, saadaan hallintaan, Rantala lupaa.

”Aluemittausmenetelmän avulla pystytään havaitsemaan aikaisessa vaiheessa vuodot, jotka tulevat näkyviin maanpinnalle. Tällä menetelmällä paikannetaan alueet ja korjataan siellä vuodot ennen kuin tapahtuu suurempi häiriötilanne”, hän vakuuttaa.

HSY:llä on jo käytössään varsin kattava vedenjakelun IoT-pohjainen eli esineiden internetiin perustuva aluemittausjärjestelmä.

Suomi on uranuurtaja

Putkiston kunnon, virtausten sekä vuotovikojen ennakointi tekoälyllä on nousemassa ratkaisuksi, jonka kehitys Suomessa on maailman huipputasoa.

Norjalaisen Ulefos-konsernin osaomistama Preventos Informatics Oy on vesi- ja informaatioteknologian asiantuntijayritys, joka kehittää edistyneitä pilvipohjaisia hallintajärjestelmiä vesihuoltoalalle.

Kenttäinstrumentointi ja data-analyysi, tiedonkeruu sekä data-analytiikka vesihuoltoalalla ovat Suomessa vertailukelpoisia Norjan ja Ruotsin kanssa. Ruotsissa ja Norjassa näyttää olevan enemmän kehitettävää viemäriverkostoissa.

”Esimerkiksi sekaviemäreiden määrä Suomessa on paljon vähäisempi kuin naapurimaissa”, toteaa Preventos Informaticsin toimitusjohtaja Pasi Pajula.

Sekaviemärissä jäte- ja hulevedet virtaavat samassa putkistossa aiheuttaen rankkasateilla jätevesien tulvimisen vesistöihin.

Muun muassa Kuopion kaupungille tekemissään virtausmittauksissa yhtiö on käyttänyt NB-IoT-mobiililinkkitekniikkaa.

”Mittaus- ja analyysipalvelut kartoittavat vesihuoltoverkostojen tilaa esimerkiksi liittyen vuotaviin verkostonosiin.”

Salolainen Soficta Oy kertoo, että yli kymmenen suomalaista vesihuoltoyhtiötä käyttää sen toimittamaa anturidatapisteisiin perustuvaa Aistio-analyysi­ohjelmistoa. Yhtiön toimitusjohtajan Sami Metsänperän mukaan putkiverkostojen ongelmat kärjistyvät isojen kaupunkien keskusta-alueilla, joiden asema­kaava on vanha.

Teksti Reijo Holopainen Kuvat Vastavalo ja Reijo Holopainen