Nicolas Cortes, Sixense Group ROMÂNIA : O inovaţie în detectarea de probleme structurale pentru poduri: monitorizarea acustică

Inteligenţa artificială, tehnologia şi capacitatea de a urmări de la distanţă anumite structuri - sunt printre cele mai moderne şi utile inovaţii care şi-au făcut loc şi în industria construcţiilor, mai exact în domeniul monitorizării structurale şi geotehnice. Cu scopul de a verifica şi menţine sănătatea şi siguranţa structurală pe termen lung a diverselor proiecte şi asset-uri, acest domeniu pune în aplicare o serie de metode extrem de performante, cu aplicabilitate largă, operaţionalizare imediată şi eficienţă asigurată.

Una dintre ele se referă la monitorizarea acustică a podurilor, cu scopul de a detecta cu precizie, în mod non-invaziv şi foarte performant, orice problemă a cablurilor structurale.

Despre o astfel de soluţie ne-a explicat mai multe specialistul internaţional Nicolas Cortes, Inginer şi expert în cadrul Sixense Monitoring, parte din Sixense Group. Compania este reprezentată local prin Sixense România, aflată pe piaţă de 13 ani, şi care are ca misiune şi principală activitate - urmărirea comportării construcţiilor în timp, prin soluţii digitale de ultimă generaţie.

În cele ce urmează, Nicolas Cortes discută despre cum poate fi folosită local această tehnologie, cu ce beneficii şi cum funcţionează ea mai exact - pentru menţinerea siguranţei structurale a proiectelor de poduri.

Ne poţi explica mai multe despre tehnologia din spatele monitorizării structurale acustice a podurilor? Cum funcţionează ea, de fapt?

Tehnologia utilizează senzori piezoelectrici proiectaţi pentru a detecta zgomotul (vibraţiile în material) generat atunci când un fir se rupe şi eliberează energia stocată la tensiune. Sunetul se deplasează în structuri (într-un domeniu de frecvenţă similar, dar diferit de un microfon care este folosit pentru a înregistra sunete care se deplasează în aer).

Sistemul nostru, pe nume EverSense®, este proiectat pentru a înregistra cu o precizie extrem de mare orice sunet produs în interiorul structurii, atunci când este îndeplinită o strategie avansată de declanşare. Aceste înregistrări de scurtă durată sunt numite "evenimente".

Pe baza experienţei noastre internaţionale de peste 20 de ani în domeniu, am dezvoltat un algoritm de filtrare bazat pe inteligenţă artificială care pre-procesează evenimentele şi le reţine doar pe cele care se potrivesc semnăturilor acustice ale ruperii unui fir.

Într-un ultim pas, un analist expert confirmă dacă evenimentul este într-adevăr o ruptură de fir, folosind un software dedicat, dezvoltat intern, cu un instrument de localizare, pentru a analiza evenimentele şi a identifica unde a avut loc mai exact evenimentul. Tehnologia se aplică monitorizării tuturor tipurilor de cabluri structurale utilizate în ingineria civilă (cabluri de întindere, cabluri de ancorare etc.).

Altfel spus, EverSense® funcţionează continuu, pentru a detecta şi înregistra alerte de la sute de senzori. Când înregistrează un eveniment deosebit, sistemul îl înregistrează rapid, apoi îl analizează, pentru a verifica dacă este vorba despre un semnal important sau dacă este doar un zgomot de fond. Pentru a evita analiza unei cantităţi uriaşe de evenimente, cu ajutorul inteligenţei artificiale, se identifică şi se clasifică automat evenimentele importante. Această reducere a numărului de evenimente face analiza semnalelor extrem de rapidă şi precisă, permiţând echipelor de procesare de date să se concentreze doar pe semnale cu adevărat relevante.

Pe scurt, soluţia EverSense® este una personalizată şi gândită să fie eficientă din punct de vedere al investiţiei, integrând hardware şi software care să prelucreze datele, să analizeze semnalele şi să raporteze cu o precizie extraordinară problemele legate de ruperea cablurilor.

De ce este monitorizarea acustică importantă pentru proiecte ca podurile?

Monitorizarea acustică este folosită de obicei în cazurile în care există posibilitatea coroziunii sau a oboselii (descoperite în timpul inspecţiilor) cablurilor structurale (de exemplu, cablurile de post-tensionare care sunt proiectate pentru a îmbunătăţi capacitatea portantă a unui pod), ceea ce poate pune siguranţa unui pod în pericol. De asemenea, zona de ancorare a unui pod este foarte predispusă inflitrării apei în structură.

Tehnologia este folosită atunci când există îndoieli semnificative în ceea ce priveşte capacitatea podului de a suporta încărcările pentru care este proiectat. Monitorizarea acustică poate fi instalată preventiv, atunci când structuri similare (acelaşi an de construire, aceeaşi proiectare) au prezentat patologii dovedite.

Care sunt riscurile la care se supun autorităţile gestionare de poduri, dacă nu implementează un sistem de monitorizare acustică pentru aceste tipuri de structuri? Povesteşte-ne mai multe despre rezultate şi aşteptări.

Monitorizarea acustică face posibilă urmărirea proactivă a degradării progresive a cablurilor structurale, precum şi prioritizarea întreţinerii pe anumite părţi specifice ale podului, facilitând astfel decizia dacă podul este încă sigur în exploatare (sau în cadrul anumitor restricţii de încărcare a traficului).

Este o sursă foarte valoroasă de informaţii pentru departamentele de inginerie. Monitorizarea acustică este de obicei complementară altor soluţii NDT (non-destructive testing), pentru a obţine o imagine completă a unor elemente cheie structurale.

Tehnologia este singura tehnică disponibilă care are sensibilitatea de a detecta şi monitoriza continuu apariţia unei singure ruperi de fir şi de a identifica elementul structural implicat; în acest moment nicio altă tehnică nu poate furniza acest nivel de sensibilitate la deteriorare, pe baza unei monitorizări continue.

Bineînţeles, dacă deteriorarea cablurilor nu este detectată la timp, acest lucru pune în pericol siguranţa structurală a întregului pod, ceea ce poate genera restricţii de trafic, lucrări de reparaţii costisitoare sau, în cazuri extreme, accidente grave.

Cum poate fi utilizată tehnologia şi adaptată local, în România? Cu ce beneficii?

Tehnologia este o inovaţie pentru România şi vizează în mod special podurile aflate într-o stare avansată de degradare, care prezintă cabluri îmbătrânite, respectiv suspiciuni serioase de coroziune. De exemplu, există cazuri în care se instrumentează doar o secţiune locală dintr-un pod mare.

Este important ca autorităţile locale să ştie de existenţa şi eficienţa dovedită a unei astfel de tehnologii. Iernile sunt uneori aspre în România, iar sarea pentru dezgheţ poate creşte degradarea prin coroziune a structurii de beton/ oţel din care este realizat un pod.

Este foarte important însă să cântărim bine momentul în care monitorizarea acustică este necesară: pentru podurile relativ mici, este posibil ca o opţiune mai bună să fie pur şi simplu înlocuirea cablurilor sau chiar construirea unui pod nou.

Însă pentru proiectele de mari dimensiuni sau în cazul podurilor suspendate, ea poate să se dovedească o opţiune performantă, care ajută în trei chestiuni importante: prioritizarea lucrărilor de întreţinere şi intervenţia proactivă pentru înlocuirea anumitor cabluri, folosirea în siguranţă a unui pod în exploatare, respectiv însăşi siguranţa muncitorilor care execută lucrări de reparaţie pentru un anumit pod.

(C)