Naruszenie konstrukcji budowlanej może być spowodowane przez trzęsienie
ziemi, osuwisko czy wady konstrukcyjne z poprzedniej epoki. Niemniej
przypadków zawaleń, pociągających za sobą czasami ofiary śmiertelne,
można uniknąć od początku wyposażając dany obiekt w czujniki wczesnego
ostrzegania.
Wyzwanie, jakim jest zabezpieczenie ważnych infrastruktur –
zwłaszcza tych intensywnie użytkowanych przez obywateli, takich jak
mosty czy obiekty historyczne – skłoniło naukowców z dofinansowanego ze
środków UE projektu
GENESI do zaprojektowania sieci bezprzewodowych czujników (WSN) do monitorowania stanu konstrukcji.
„To mają być czujniki, które będą funkcjonować przez cały okres
eksploatacji konstrukcji, co może oznaczać dziesiątki a nawet setki lat”
– wyjaśnia koordynatorka, profesor Chiara Petrioli z Uniwersytetu La
Sapienza w Rzymie. „Z takim wyzwaniem technicznym musieliśmy się
zmierzyć. Odkryliśmy przy okazji, że moglibyśmy rozmieszczać sieci
czujników w czasie prac budowlanych, aby dokonywać niezbędnych poprawek w
projekcie i zapewnić ochronę robotnikom”.
W porównaniu do istniejącej technologii, sieci czujników GENESI są
nieintruzywne i tanie w montażu oraz utrzymaniu. Dzięki zasilaniu na
baterie nadają się do zastosowania na obszarach oddalonych, bez dostępu
do sieci energetycznej. Mogą także pracować, kiedy sieć nie działa, np. w
następstwie trzęsienia ziemi.
Metro w Rzymie i most drogowy w Szwajcarii
Technologia przeszła walidację na dwóch placach budowy: nowej linii
metra B1 w Rzymie i mostu Pont de la Poya we Fryburgu, Szwajcaria.
W przypadku metra, betonowe elementy okładziny zewnętrznej tunelu
wyposażone w czujniki GENESI, zostały rozmieszczone bezpośrednio obok
tunelowej maszyny wiertniczej (TBM), aby mierzyć w czasie rzeczywistym
takie parametry, jak naprężenie, temperatura i odkształcenie.
Dane przesyłane były za pośrednictwem własnych protokołów małej
mocy, 3G i Internetu do panelu kontrolno-alarmowego, nadzorowanego przez
inżynierów i geologów pracujących nad projektem. Eksperci byli w stanie
kontrolować, czy wiercenie przebiega bez uszczerbku przede wszystkich
dla bezpieczeństwa robotników i pasażerów metra.
Sieć jest prostsza, szybsza i tańsza w montażu oraz utrzymaniu od
tradycyjnych systemów czujników przewodowych. Jednocześnie dążąc do
zapewnienia długofalowego i energooszczędnego monitoringu tunelu w
czasie jego eksploatacji, sieć jest częściowo zasilana przez
mikroturbiny wprawiane w ruch wirowy przez porywy wiatru wytwarzane
przez przejeżdżające pociągi.
W czasie budowy mostu w Szwajcarii około 25 czujników mierzyło takie
parametry, jak siły rozciągające pylony, przemieszczanie łożysk
mostowych, wiatr, temperatura i poziom wody.
„Okazały się niezwykle przydatne, gdyż zawsze jest wiele
niewiadomych przy projektowaniu, planowaniu i budowie” – zauważył Holger
Wörsching, inżynier ze szwajcarskiego przedsiębiorstwa pomiarowego
Solexperts AG, które jest partnerem projektu GENESI. „Kiedy most został
przesunięty, aby połączyć obydwie strony, uzyskaliśmy informacje o
odkształceniu i wygięciu, a także mogliśmy sprawdzić prawidłowość
obciążeń”.
Inne zastosowania
Przedstawiciele firmy Solexperts dostrzegają wiele zastosowań
technologii, którą montują obecnie w tunelu dostępowym do elektrowni
wodnej w Innertkirchen oraz na alpejskiej linii kolejowej zagrożonej
osuwiskami.
Zatrudniająca sześć osób firma Wsense (spin-off projektu GENESI)
bada również możliwość wykorzystania zminiaturyzowanej wersji systemu
GENESI do monitorowania wielu obiektów dziedzictwa narodowego we
Włoszech. Wsense wspomaga też włoskie Ministerstwo Dziedzictwa
Kulturowego w ramach nierozważanego wcześniej zastosowania, a mianowicie
skomplikowanego i trudnego przewozu dzieł sztuki między muzeami.
Wysokość dofinansowania projektu GENESI z budżetu 7PR wyniosła 2 mln
EUR. W projekt, realizowany od kwietnia 2010 r. do sierpnia 2013 r.,
zaangażowało się siedmiu
partnerów z czterech krajów.
poleca:
