Ученые разработали технологию мониторинга состояния сооружений в Арктике
Остров архипелага Шпицберген. Архивное фото
Специалисты геолого-геофизического факультета Новосибирского госуниверситета (НГУ) разработали, запатентовали и представили на Арктическом технологическом форуме АРТЕК-2023 технологию экспресс-оценки состояния зданий и сооружений для использования в Арктике и территориях с вечномерзлыми грунтами, сообщает вуз в пятницу.
«Проблема, решению которой посвящена технология НГУ, связана с эксплуатацией зданий и инженерных сооружений на вечномерзлых грунтах. Несущая способность оснований (в частности, свайных и других видов фундаментов) может нарушаться как из-за сезонного оттаивания грунтов, так и по причине повышения температуры оснований из-за глобального потепления. Если свайные основания теряют свою несущую способность, здания и сооружения могут подвергаться неравномерным деформациям, что может привести к чрезвычайным ситуациям вплоть до обрушения», — рассказал директор Центра трансфера технологий и коммерциализации НГУ Александр Квашнин.
Для того чтобы можно было оперативно принимать решения о прекращении эксплуатации или усилении фундаментов, был разработан аппаратно-программный комплекс для экспресс-мониторинга сооружений и конструкций. Он включает в себя сенсоры — микросейсмические датчики, записывающие частоту и амплитуду вибраций конструкций зданий, и регистраторы, которые сохраняют эти данные и затем могут передавать их либо в облако, либо на ноутбук, если ведется обработка данных на месте.
В вузе отмечают, что важная часть комплекса — программное обеспечение, позволяющее убрать шумы, выделить собственные частоты колебаний построек и конструкций и, отсекая все лишнее, определять техническое состояние сооружений и даже отдельных конструкций зданий. Если здание находится в хорошем состоянии, то амплитуды колебания должны быть небольшими, если же устойчивость потеряна, то они существенно повышаются. По частоте и изменению этих амплитуд во времени можно делать выводы об ухудшении технического состояния здания.
«Мы исследовали таким образом ряд объектов транспортной и инженерной инфраструктуры в Новосибирской области, а также на одном из крупнейших металлургических предприятий России. За короткое время удалось сделать оценку технического состояния самых разных сооружений, выявить среди них проблемные. Результаты наших исследований были на 100% подтверждены другими, более трудоемкими и дорогими способами», — рассказал Квашнин.
Сейчас ученые разрабатывают облачный сервис для загрузки и хранения информации о техническом состоянии всех исследуемых объектов. Впоследствии на его основе предполагается запустить сервис уведомлений, чтобы организации, обслуживающие эти сооружения, могли оперативно получать информацию о возможных опасных событиях. Кроме того, для более эффективной работы планируется адаптировать сенсоры к определенным условиям эксплуатации и к конкретным видам зданий и конструкций.
«На данный момент технология мониторинга сооружений и конструкций проходит пилотные испытания на крупных российских предприятиях. У НГУ имеется несколько патентов для защиты ее применения в различных областях: это и трубопроводный транспорт, и добыча нефти и газа, дефектоскопия металла и тому подобное. Центр трансфера технологий ведет переговоры о внедрении с крупными индустриальными партнерами», — сообщили в вузе, отметив, что участие и победа в конкурсе АРТЕК (проект победил в номинации «АРКТЕК научный питч») дает возможность представить разработку крупным российским корпорациям, таким как «Норильский никель», «Алроса», «Новатэк» и другим.
