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Betreiber von Leitungsinfrastrukturen stehen vor der anspruchsvollen Aufgabe, ihre Leitungen effizient zu verwalten, um Sch\u00e4den zu vermeiden. Daf\u00fcr ist ein umfassendes Verst\u00e4ndnis des Zustands der Infrastruktur unerl\u00e4sslich. Das Inspektionssystem von \u00abfluidbot\u00bb adressiert dieses Bed\u00fcrfnis durch eine innovative Kombination aus Robotik und Datenanalyse. Dadurch k\u00f6nnen kritische Stellen identifiziert und repariert werden, bevor es zu Sch\u00e4den kommt.<\/p>\n\n\n\n
Die Instandhaltung und \u00dcberwachung von Trinkwassernetzen stellt Wasserversorger vor erhebliche Herausforderungen. Laut SVGW kommt es in der Schweiz t\u00e4glich zu durchschnittlich 27 Rohrbr\u00fcchen, was zu einem j\u00e4hrlichen Wasserverlust von etwa 109 Mio. Kubikmetern f\u00fchrt. Dies entspricht rund 12% der gesamten Trinkwasserabgabe in der Schweiz [1].<\/p>\n\n\n\n
Ein wesentlicher Faktor f\u00fcr diese Verluste ist die unzureichende Datengrundlage zur Zustandsbewertung des Rohrnetzes. Ohne regelm\u00e4ssige Inspektionen bleiben Sch\u00e4den oft unentdeckt, bis es zu einem akuten Ausfall kommt. Dies f\u00fchrt zu hohen Instandhaltungskosten, Notfalleins\u00e4tzen und Versorgungsunterbrechungen. Gleichzeitig steigt bei den Wasserversorgern der wirtschaftliche Druck, Betriebskosten zu optimieren und Investitionen gezielt zu steuern.<\/p>\n\n\n\n
Moderne Inspektionstechnologien erm\u00f6glichen eine fr\u00fchzeitige Erkennung von Leckagen. Dadurch werden undichte Stellen schnell erkannt und die Ausfallzeiten k\u00f6nnen kurz gehalten werden. Hingegen ist eine so genannte predictive Maintenance (vorausschauende Wartung) mit dieser Technologie nicht m\u00f6glich, da Korrosion und strukturellen Schw\u00e4chen nicht erkannt werden. Erst durch die Erfassung genauerer Daten k\u00f6nnten ungeplante Kosten reduziert und die Versorgungssicherheit erh\u00f6ht werden. Eine datenbasierte Entscheidungsgrundlage verbessert zudem die Planung und Budgetierung und tr\u00e4gt zur nachhaltigen Nutzung der bestehenden Infrastruktur bei.<\/p>\n\n\n\n
Der aktuelle Stand der Technik in der \u00dcberwachung von Trinkwasserleitungen umfasst verschiedene Methoden und Technologien, wie z.\u2009B. Hydrophone zur Netz\u00fcberwachung, akustische Triangulation von bestehenden Lecks, Wasserverbrauchsmessungen und Drucktests. In die Leitungen eingebrachte L\u00f6sungen wie Molche oder schwimmende Sonden werden ebenfalls eingesetzt. Bestehende Technologien bieten jedoch keine autonome Fortbewegung, was die pr\u00e4zise Datenerfassung im laufenden Betrieb verunm\u00f6glicht. All diese Begebenheiten f\u00fchren dazu, dass nur reaktive Kontrollen durchgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen und somit nur bestehende Lecks entdeckt werden.<\/p>\n\n\n\n
Genau hier setzt fluidbot an. Ausgestattet mit verschiedensten Sensoren, pr\u00e4ziser Steuerung und autonomer Navigation, erm\u00f6glicht der Roboter eine hochaufl\u00f6sende Datenerfassung \u2013 auch bei sich in Betrieb befindenden Leitungen. Dadurch wird erstmalig eine proaktive Kontrolle erm\u00f6glicht, wodurch Schwachstellen der Infrastruktur bereits vor der Entstehung eines Lecks aufgedeckt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Das Schweizer Technologieunternehmen fluidbot AG mit Sitz in Gossau (SG) hat sich zum Ziel gesetzt, einen autonomen Inspektionsroboter f\u00fcr Trinkwassernetze zu entwickeln (Fig. 1). Im Fokus steht ein kompakter, robuster Roboter, der dank modularer Sensorik und intelligenter Software pr\u00e4zise Inspektionen im laufenden Betrieb erm\u00f6glicht \u2013 auch in schwer zug\u00e4nglichen Leitungsabschnitten. Algorithmen verarbeiten die erhobenen Daten und stellen sie in einer benutzerfreundlichen Oberfl\u00e4che dar. Dadurch wird den Versorgungsunternehmen eine fundierte Entscheidungsgrundlage f\u00fcr Unterhalt und Erneuerung ihrer Netze geboten.<\/p>\n\n\n\n
\u00abfluidbot minimiert den Trinkwasserverlust durch undichte oder berstende Leitungssysteme.\u00bb<\/p>\n\n\n\n
Der Roboter erfasst visuelle Daten, um einen ersten \u00dcberblick \u00fcber den Zustand der Leitung zu erhalten. In Zukunft sollen zus\u00e4tzliche Sensoreinheiten integriert werden, um ein noch umfassenderes Bild der Infrastruktur zu erm\u00f6glichen. Eine pr\u00e4zise Positionsbestimmung erm\u00f6glicht die exakte Lokalisierung auff\u00e4lliger Stellen. Technisch ausgelegt f\u00fcr den Einsatz in Leitungen mit Durchmessern zwischen DN 100 und DN 250, kann das System sowohl Kunststoff- als auch Stahlrohre untersuchen. Zudem ist es in der Lage, Hindernisse autonom zu umfahren, Steigleitungen zu durchfahren und sich dynamisch an wechselnde Durchmesser anzupassen (Fig. 2).<\/p>\n\n\n\n
Die erhobenen Daten werden durch Algorithmen analysiert. Es wird eine detaillierte Visualisierung der Inspektionsdaten erm\u00f6glicht, wo jeder Abschnitt entsprechend seinem Zustand markiert wird Zudem werden auch Analysefunktionen geboten, die den Nutzern helfen, m\u00f6gliche Probleme wie Leckagen, Korrosion und Deformationen fr\u00fchzeitig zu erkennen. Dies erm\u00f6glicht nicht nur die digitale Darstellung des Leitungszustands, sondern auch die fr\u00fchzeitige Erkennung von Ver\u00e4nderungen im System. Dies hilft den Entscheidungstr\u00e4gern hinsichtlich Sanierungspriorit\u00e4ten oder Investitionsplanung.<\/p>\n\n\n\n
Eine nahtlose Integration in bestehende Netzbewirtschaftungs- oder GIS-Systeme ist vorgesehen. Das System unterst\u00fctzt somit den \u00dcbergang von reaktiver zu vorausschauender Instandhaltung \u2013 ein wichtiger Schritt angesichts der aktuellen Herausforderungen im Bereich der Trinkwasserversorgung.<\/p>\n\n\n\n
Dank der FOWA-F\u00f6rderung (s. Box) konnte fluidbot einen entscheidenden Entwicklungsschritt realisieren: den Bau eines ersten Funktionsmusters zur Fortbewegung. Dieses sogenannte MVP (Minimum Viable Product) wurde im November 2024 gefertigt, getestet und erstmals \u00f6ffentlich pr\u00e4sentiert. Es beinhaltet eine Kamera zur Sichtpr\u00fcfung, einen Neigungssensor zur Lageerkennung sowie einzeln ansteuerbare Motoren, mit denen sich das System an den Innenw\u00e4nden der Leitungen festhalten und durch Leitungen unterschiedlicher Durchmesser bewegen kann (Fig. 3). Aktuell wird das System weiterentwickelt und f\u00fcr erste Tests unter realen Bedingungen in Trinkwasserleitungen vorbereitet.<\/p>\n\n\n\n
Die Entwicklung des Inspektionsroboters erfolgt in mehreren Etappen, die sowohl die technische Machbarkeit als auch die Anforderungen aus der Praxis ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n\n\n\n
Im September 2025 ist die Fertigstellung der Version 2 geplant (Fig. 4). Diese Weiterentwicklung wird erstmals \u00fcber ein vollst\u00e4ndig wasserdichtes Geh\u00e4use verf\u00fcgen. Damit wird es m\u00f6glich sein, den Roboter in Wasserleitungen einzusetzen und erste Inspektionsfahrten durchzuf\u00fchren. Ziel ist es, die Fortbewegung in nassen, realen Umgebungen zu testen und die Systemstabilit\u00e4t zu validieren. Die dabei gesammelten Daten dienen als wichtige Grundlage f\u00fcr die Optimierung von Antrieb, Dichtung, Steuerung, Algorithmen und Energieversorgung.<\/p>\n\n\n\n
Bis Mitte 2026 soll die Version 3 bereitstehen. Diese wird nicht nur wasserdicht, sondern zus\u00e4tzlich druckbest\u00e4ndig und lebensmittelecht sein, sodass der Einsatz auch in Versorgungsleitungen mit Umgebungsdruck m\u00f6glich wird. Parallel dazu werden erste Sensormodule integriert. Diese zus\u00e4tzlichen Module sollen die Aussagekraft der Inspektion durch die Erkennung von Korrosion und Deformation erheblich verbessern und eine Grundlage f\u00fcr eine umfassende Zustandsbewertung der Leitungssysteme schaffen. Zudem wird weitere Prozess-Sensorik verbaut, um eine Qualit\u00e4tssicherung des Trinkwassers durchzuf\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n
Diese Entwicklungsschritte werden in Zusammenarbeit mit verschiedenen Partnern und Pilotkunden realisiert und ebnen den Weg zu einem marktreifen System, das langfristig zur Effizienzsteigerung und Risikominimierung in der Wasserversorgung beitr\u00e4gt.<\/p>\n\n\n\n
Viele Leitungen sind Jahrzehnte alt und nur eingeschr\u00e4nkt \u00fcberwachbar. Sch\u00e4den treten oft unerwartet auf \u2013 mit betr\u00e4chtlichen Folgen: Unterbr\u00fcche in der Versorgung, hohe Reparaturkosten, Verkehrsbehinderungen und erhebliche Wasserverluste. Studien zeigen, dass bis zu 85% dieser Sch\u00e4den durch eine fr\u00fchzeitige Zustands\u00fcberwachung vermeidbar w\u00e4ren, da es sich um schleichende Prozesse wie Korrosion oder Setzungen handelt.<\/p>\n\n\n\n
Ein aktuelles Beispiel daf\u00fcr liefert der Fall in der Alten Jonastrasse in Rapperswil-Jona: Innerhalb weniger Stunden kam es dort zu mehreren Leckagen an der gleichen Leitung. Die erste wurde fr\u00fchmorgens entdeckt und rasch repariert. Wenig sp\u00e4ter brach die korrodierte rund 80 Jahre alte Leitung an zwei weiteren Stellen [3].<\/p>\n\n\n\n
Ein System wie das von fluidbot h\u00e4tte hier einen entscheidenden Beitrag leisten k\u00f6nnen. Durch eine Inspektion w\u00e4hrend geplanter Bau- oder Unterhaltsarbeiten k\u00f6nnen gef\u00e4hrdete Rohrabschnitte wie Korrosionszonen, Deformationen oder Materialschw\u00e4chen lokalisiert und dokumentiert und entsprechend repariert werden \u2013 bevor es zu einem weiteren Schaden kommt.<\/p>\n\n\n\n
Bei Hausanschl\u00fcssen ist insbesondere die \u00dcbergangsstelle zur Hauptleitung eine potenzielle Risikostelle. Diese sind oft schwer zug\u00e4nglich f\u00fcr Inspektionen von Aussen und fallen aufgrund kleiner Dimensionen aus dem Raster konventioneller Inspektionssysteme. W\u00e4hrend der Roboter von fluidbot in der Hauptleitung vorbeif\u00e4hrt, nutzt er akustische Sensorik, um in den Hausanschluss \u00abhineinzuh\u00f6ren\u00bb. Dies erm\u00f6glicht fr\u00fchzeitige Erkennung von Wasseraustritten und kann dadurch mittelfristig Betriebskosten und Wasserverluste reduziert.<\/p>\n\n\n\n
Die Mehrheit der Sch\u00e4den \u2013 insbesondere durch Korrosion, an Schweissn\u00e4hten oder Deformationen \u2013 k\u00fcndigen sich fr\u00fchzeitig an, bleiben aber bislang h\u00e4ufig unentdeckt. Mit autonomen Inspektionssystemen wie jenem von fluidbot k\u00f6nnen diese Ver\u00e4nderungen fr\u00fchzeitig detektiert und in strukturierte Entscheidungsgrundlagen \u00fcberf\u00fchrt werden. So wird aus einem risikobehafteten Blindflug eine datengest\u00fctzte Planung \u2013 effizient, nachvollziehbar und wirtschaftlich.<\/p>\n\n\n\n
Die Herausforderungen in der Trinkwasserversorgung nehmen zu \u2013 sei es durch alternde Infrastrukturen, steigende Anforderungen an Versorgungssicherheit oder wachsenden wirtschaftlichen und \u00f6kologischen Druck. Gleichzeitig fehlen insbesondere kleineren und mittelgrossen Versorgungsbetrieben oft die personellen und technischen Ressourcen, um diesen Anforderungen langfristig gerecht zu werden.<\/p>\n\n\n\n
Inspektionen mit einem Roboter bieten nicht nur wirtschaftliche Vorteile \u2013 sie leisten auch einen entscheidenden Beitrag zur Versorgungssicherheit, zur Qualit\u00e4tssicherung und zur Entlastung des t\u00e4glichen Betriebs. Durch die fr\u00fchzeitige Erkennung von Sch\u00e4den, wie etwa beginnende Korrosion oder Deformationen, lassen sich ungeplante Ausf\u00e4lle und Notfalleins\u00e4tze deutlich reduzieren. Dies erm\u00f6glicht eine vorausschauende Ressourcen- und Budgetplanung.<\/p>\n\n\n\n
Die dadurch gewonnene Datengrundlage erm\u00f6glicht nicht nur eine bessere Planung von Unterhaltsmassnahmen, sondern auch eine fundierte und langfristige Infrastrukturstrategie. Gleichzeitig werden Wasserverluste reduziert, Ressourcen geschont und die Versorgungssicherheit gest\u00e4rkt \u2013 zum Nutzen von Wasserversorgern, Beh\u00f6rden und der Bev\u00f6lkerung.<\/p>\n\n\n\n
Mit dem Einsatz autonomer Inspektionssysteme wird aus der Instandhaltung ein datenbasierter, planbarer Prozess \u2013 die Grundlage f\u00fcr eine sichere und ressourcenschonende Wasserversorgung der Zukunft.<\/p>\n\n\n\n
[1] SVGW (2024): Statistische Erhebungen der Wasserversorgungen in der Schweiz Betriebsjahr 2023 (W 15001 d\/f Ausgabe 2024)<\/p>\n\n\n\n
[2] SVGW: Mit dem FOWA gemeinsame Probleme l\u00f6sen<\/a>.<\/p>\n\n\n\n [3] Linth-Zeitung (14.03.2025): Ein Rohrbruch kommt selten allein: In der Alten Jonastrasse leckt eine alte Wasserleitung innert Stunden gleich zweimal<\/a>. <\/p>\n\n\n\n