KTU profesorius Renaldas Raišutis: gyvenamieji ir darbiniai pastatai gali būti saugesni taikant struktūrų stebėsenos technologiją

Praėjusių metų gruodžio pradžia mokslo bendruomenei apkarto – viena didžiausių pasaulyje, tačiau pastaruoju metu vis labiau apleista Puerto Rike įkurta Arecibo observatorija galutinai sugriuvo į radijo bangas atspindinčią lėkštę nukritus virš jos pakabintam radioteleskopui. JAV nacionalinio mokslų fondo valdomos observatorijos, iš kurios 1974 metais į kosmosą buvo pasiųsta garsioji Arecibo žinutė su informacija apie žmones ir Žemę, nuspręsta neremontuoti dėl tvarkymo darbų metu galimo pavojaus žmonėms. 

Daugiau nei pusę amžiaus įvairiems radioastronominiams tyrimams naudota viena didžiausių ir žinomiausių pasaulyje observatorijų, jau nuo šių metų vasaros buvo itin prastos būklės, o mėnesio pradžioje sutrūkę atraminiai radioteleskopo lynai statinį pavertė visiškai nebenaudojamu moksliniams tikslams.

Nors apie observatorijos prastėjančią būklę buvo žinoma ir seniau, nutrūkęs teleskopą prilaikantis lynas padarė kritinę žalą visai pastato struktūrai. KTU Prof. K. Baršausko ultragarso mokslo instituto mokslininkas, profesorius Renaldas Raišutis teigia, kad tokia mokslui svarbi netektis nebūtų įvykusi, jei į pagalbą būtų buvusi pasitelkta struktūrų būklės stebėsenos sistema.

Nelaimės buvo galima išvengti

Struktūrų būklės stebėsenos sistemas tiriantis prof. Renaldas Raišutis įsitikinęs, kad jau dabar tokioms sistemoms poreikis yra didžiulis. Jo teigimu, tai padėtų išvengti ne tik nelaimingų atsitikimų, bet ir apsaugotų nuo didesnių finansinių praradimų.

„Mokslo ir technologijos pasiekimai jau yra pakankamai pažengę, kad panašios rizikos būtų ženkliai sumažintos“, – sako profesorius. Jis teigia, kad kol pažeidimai ar gedimai nedideli, juos galima suremontuoti pigiau, tačiau uždelsus, objekto gali laukti observatorijos lemtis.

Pasak mokslininko, stebėsenos technologijos gali būti panaudotos tirti įvairius objektus ir pastatus: elektrinių komponentus, vamzdynų sieneles ir suvirinimo siūles, vėjo jėgainių sparnuotes ir bokštus, transporto ir aeronautikoje naudojamų kompozitinių medžiagų konstrukcijas.

Jis patikina, kad stebėjimo sistemoms veikiant, tiriami objektai neturi būti uždaryti ar apribotos jų funkcijos – vykdomas būklės vertinimas leidžia pastatą naudoti pagal paskirtį be jokių apribojimų.

„Po tam tikrų modifikacijų, struktūrų būsenos stebėsenos sistemos galėtų būti pritaikytos ir aukštesnių pastatų laikančiųjų konstrukcijų būklei vertinti“, – pabrėžia R. Raišutis. Tai reikštų, kad tokie daugiaaukščiai pastatai, kaip gyvenamieji namai ar biurai, galėtų būti saugesni ten gyvenantiems ar dirbantiems žmonėms.

Užtikrins saugumą per atstumą

R. Raišutis teigia, kad specialios matavimo ir stebėsenos sistemos veikia padedant įvairiems jutikliams ir net dirbtiniam intelektui. Profesorius teigia, kad taikant ultragarsines nukreiptąsias bangas, galima nepertraukiamai stebėti įvairias infrastruktūras ar jų elementus. „Geras to pavyzdys – atraminės konstrukcijos ir trosai, kurių defektai ir lėmė Arecibo observatorijos konstrukcijos griūtį“, – paaiškina jis.

Mokslininkas pabrėžia, kad bene didžiausias tokių sistemų pliusas – ultragarsas. Tai reiškia, kad objektų ar visos infrastruktūros mastas neapriboja sistemos tikslumo. Jis patikslina, kad ultragarso bangos, sklisdamos konstrukcija, reaguoja į tos struktūros nehomogeniškumus ir taip identifikuoja atsirandančius defektus.

Svarbu ir tai, kad struktūrų būsenos stebėjimo tyrimus sistemos „atlieka“ kone visiškai autonomiškai.

„Ultragarsu aptikti duomenys apdorojami pasitelkus dirbtinio intelekto algoritmus. Tada konkretaus pastato ar objekto funkcionavimą prižiūrintis operatorius gauna patariamąjį atsakymą apie jo būklę: ar struktūros dar saugios naudoti ar ne“, – aiškina mokslininkas.

Pasak R. Raišučio, tai ypač aktualu esant įvairiems kelionių ribojimams bei kitoms išorinėms grėsmėms. „Siaučiant pasaulinei pandemijai nebereikia siųsti techninio personalo į tiriamojo įrenginio ar konstrukcijos vietą atlikti tyrimus“, – sako jis. Anot profesoriaus, atsakingas operatorius gali iš sistemos gautus rezultatus patikrinti nuotoliniu būdu. Tai užtikrina ne tik greitesnį problemų identifikavimą, bet ir efektyvesnį gedimų šalinimą – remonto darbus galima pradėti žymiai greičiau.

R. Raišutis kartu su kitais prof. K. Baršausko ultragarso mokslo instituto mokslininkais, jaunaisiais tyrėjais, užsienio tyrimų institucijomis ir pramoniniais partneriais, tokiais kaip „SHELL“, „AIRBUS“ bei „Dalara Automobili“ vykdo Horizon 2020 projektą „GW4SHM: Nukreiptosios bangos struktūrų būsenos stebėsenai“. Šio projekto rezultatais tikimasi struktūrų būklės stebėsenos tyrimus paversti praktikoje naudojamomis sistemomis bei sukurti naudojimui paruoštus įrankius.