Innowacyjna usługa geomonitoringu od firmy Geoplan

fot. geotronicspolska.pl

Zgierska firma wdraża nową metodę badania przemieszczeń i odkształceń budynków i obiektów inżynierskich. Wykorzystując istniejące już na rynku rozwiązania, we współpracy z Uniwersytetem Warmińsko Mazurskim w Olsztynie stworzyła system umożliwiający nieporównywalnie  prostsze w realizacji i dokładniejsze pomiary.

Zmiany zachodzące w elektrowniach, zaporach wodnych,  kopalniach, metro, obiektach inżynieryjnych czy budynkach  takie jak przemieszczenia, odkształcenia i naprężenia w konstrukcji, nierzadko mogą grozić katastrofą. Dlatego wymagają one ciągłego monitorowania. Coraz częstsze anomalie atmosferyczne, pogarszający się stan techniczny starych obiektów, wymogi prawne, oczekiwania firm ubezpieczeniowych oraz rosnąca świadomość właścicieli i użytkowników sprawiają, że rośnie potrzeba usprawnienia pomiarów.

Zgierska firma Geoplan w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego pozyskała środki unijne na zakup i wdrożenie do  działalności wyników prac B+R. Dzięki temu udało jej się zbudować system geo-monitoringu strukturalnego działającego w układzie permanentnych geodezyjnych pomiarów wraz z zewnętrznymi czujnikami geotechnicznymi i meteorologicznymi. Sprzęt przeznaczony jest do obsługi i zabezpieczenia inwestycji kubaturowych i przemysłowych oraz prac inżynieryjnych w budownictwie wysokościowym i podziemnym. Komponent badawczy wykonał Uniwersytet Warmińsko-Mazurski  w Olsztynie

Nowa era pomiarów

Do tej pory monitoring zmian w konstrukcjach prowadzono niemal wyłącznie w oparciu o sensory geotechniczne (piezometry, tensometry,  inklinometry, szczelinomierze, pochyłościomierze i inne). Wiązało się to z licznymi utrudnieniami. Punkty monitorowane - repery - lokalizowane były najczęściej w przyziemnej części obiektu, a ich pomiar dawał tylko informacje o zmianach ich wysokości i to w odniesieniu do innych punktów odniesienia, umieszczanych poza obiektem. Niosło to ryzyko komplikacji, błędnej interpretacji i wydłużało cały proces. Przy wielu obiektach możliwość pomiaru była z góry skazana na niepowodzenie, ponieważ nie istniała możliwość zapewnienia jednolitego układu odniesienia. 

Nowy system geo-monitoringu strukturalnego to ogromny technologiczny krok naprzód. Metoda integruje w jedną spójną całość kilka technologii, które dotąd wykorzystywane były oddzielnie i nie zawsze były oczywistym wyborem przy monitoringu obiektów inżynierskich. Rezultatem jest innowacyjne narzędzie pomiarowe, badawcze i monitorujące.

Nowe rozwiązanie wprowadza do użytku tzw. sensory geodezyjne. To tachimetry elektroniczne, wykonujące pomiary kątów i odległości do wielu punktów obiektu monitorowanego niemal jednocześnie w wielu częściach monitorowanego obiektu lub obszaru - nawet w kilkuset punktach charakterystycznych, dając w rezultacie nie tylko precyzyjne informacje o zmianach wysokościowych, ale o zmianach położenia punktów monitorowanych w układzie 3D, a w zasadzie nawet 4D, gdzie czwartym wymiarem jest czas realizacji pomiaru. Automatyczne sensory zastępują człowieka w żmudnym i często niebezpiecznym procesie pozyskiwania geo-informacji, umożliwiając realizację tych pomiarów w sposób ciągły, przez całą dobę przez 365 dni w roku.

Sensory geotechniczne, stosowane do tej pory, w nowym systemie służą do badania stanu podłoża i atmosfery. Kolejnym ważnym komponentem systemu będą satelitarne techniki wyznaczania współrzędnych. Zastosowanie sensorów tego typu daje możliwość pozyskiwania danych pomiarowych niezależnie od warunków atmosferycznych i specyfiki środowiska naturalnego. Znika ryzyko, że układ odniesienia również będzie wymagał kontroli. Przykładowo: przy tradycyjnych metodach, tąpnięcie na danym obszarze mogłoby zakłócić pomiar, ponieważ punkt kontrolny również uległby przesunięciu. Dzięki zastosowaniu satelitarnych geodezyjnych technik pomiarowych możliwe będzie prowadzenie pomiarów w jednolitym, globalnym, satelitarnym układzie odniesienia, będącym w całkowitej izolacji od obiektów monitorowanych i niezmiennym w czasie.

Dopełnieniem tych narzędzi są systemy bazodanowe i teleinformatyczne, gromadzące i transmitujące cyfrowe dane z różnych składników geo-monitoringu. W zintegrowaną całość spina wszystko specjalne oprogramowanie, odpowiedzialne za realizację pomiarów, przesył, analizę i gromadzenie danych, ich przetwarzanie i udostępnianie. Ciągła analiza i monitorowanie zmian na kontrolowanych obiektach pozwala na automatyczne wykrywanie i sygnalizowanie zagrożeń. Wyniki pomiarów w postaci cyfrowej przesyłane są automatycznie do odbiorcy, nie wymagają dodatkowych analiz i interpretacji.

Nowa usługa wygrywa z tradycyjnymi metodami przede wszystkim dzięki pełnej automatyzacji, większej dokładności i skróceniu czasu pomiarów. Znika ryzyko zawodności czynnika ludzkiego - nie ma konieczności stałego nadzoru  systemu przez człowieka, co jest standardem w metodach tradycyjnych. Pomiary są całkowicie niezależne od warunków atmosferycznych i specyfiki środowiska naturalnego. Możliwe staje się zastosowanie pomiarów na obszarach zagrożonych, takich jak osuwiska, erozje, tąpnięcia, tereny zalewowe i obszary klęsk żywiołowych i kopalnie odkrywkowe, gdzie tradycyjne realizowanie odczytów byłoby niemożliwe.  

Marek Lewoc, Geoplan