Geoplan wytycza nowe drogi dla monitoringu

Opracowana przez zgierską firmę Geoplan innowacyjna metoda geomonitoringu strukturalnego sprawi, że pomiary przemieszczeń oraz odkształceń budynków i obiektów inżynierskich będą dokładniejsze i prostsze w realizacji. Partnerem w projekcie w zakresie badawczo-rozwojowym był Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie.

Firma Geoplan w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Łódzkiego pozyskała środki unijne na zakup i wdrożenie wyników prac B+R. Dzięki temu udało jej się zbudować system geomonitoringu 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 rozwiązania wykonał Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Precyzja i oszczędność czasu
Nowa metoda została opracowana, by ułatwić geodetom pracę przy badaniu zmian w konstrukcjach budynków i innych obiektów – przemieszczeń, odkształceń i naprężeń. Ich kontrolowanie jest konieczne, by w porę zauważyć niebezpieczne procesy i zapobiec katastrofie budowlanej. Szczególnej uwagi wymagają takie obiekty, jak mosty, tunele, wiadukty, zapory wodne, kopalnie i elektrownie oraz budynki użyteczności publicznej, m.in. hale widowiskowe, sportowe, wystawowe, targowe, handlowe, dworcowe, a także zabytki. Zapotrzebowanie na monitorowanie ich stanu wciąż rośnie z uwagi na coraz częstsze anomalie atmosferyczne, pogarszający się stan techniczny starych obiektów, wymogi prawne, oczekiwania firm ubezpieczeniowych oraz rosnąca świadomość właścicieli i użytkowników.

Dla geodetów nowa usługa oznacza przede wszystkim większą dokładność i skrócenie czasu pomiarów. Dodatkowo dzięki pełnej automatyzacji wyeliminowane jest ryzyko błędów ludzkich. Znika konieczność stałego nadzoru nad systemem, co jest standardem w metodach tradycyjnych. Automatyczne sensory zastępują człowieka w żmudnym i często niebezpiecznym procesie pozyskiwania geoinformacji, umożliwiając realizację tych pomiarów w sposób ciągły, przez całą dobę, przez 365 dni w roku.

Komponenty systemu
System geomonitoringu strukturalnego powstał na bazie istniejących już na rynku rozwiązań, dotąd stosowanych oddzielnie w różnych celach. W wyniku ich integracji powstało innowacyjne narzędzie pomiarowe, badawcze i monitorujące.

System odchodzi od tradycyjnej metody monitorowania odkształceń poprzez pomiary niwelacyjne i wskazania sensorów geotechnicznych (piezometry, tensometry, inklinometry, szczelinomierze i inne). Niedokładność takiego podejścia wynikała z tego, że punkty monitorowane lokalizowane były najczęściej w przyziemnej części obiektu, a ich pomiar dawał tylko informacje o zmianach ich wysokości, i to w odniesieniu do innych punktów 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.

Główną innowacją w systemie geomonitoringu strukturalnego jest zastosowanie sensorów geodezyjnych. Tachimetry elektroniczne wykonują pomiary kątów i odległości do wielu punktów monitorowanego obiektu. Dzięki temu mogą precyzyjnie informować nie tylko o zmianach wysokościowych, ale o zmianach położenia monitorowanych punktów w 3D, a nawet 4D. Obok instrumentów geodezyjnych zastosowanie znalazły sensory geotechniczne, służące do badania stanu podłoża i atmosfery.

Dla dokładności pomiaru ważne jest zapewnienie stałego układu odniesienia, niezależnego od warunków atmosferycznych, specyfiki środowiska naturalnego i innych czynników, które mogłyby zakłócić pomiar. W tym celu w nowej metodzie zastosowano satelitarne techniki wyznaczania współrzędnych. Dzięki temu znika ryzyko, że układ odniesienia również będzie wymagał kontroli i możliwe staje się prowadzenie pomiarów w jednolitym, globalnym układzie odniesienia, niezależnym od obiektów monitorowanych i niezmiennym w czasie.

Za realizację pomiarów, przesył, analizę i gromadzenie cyfrowych danych odpowiada specjalne oprogramowanie, integrujące wszystkie składowe narzędzia systemu w jedną całość. 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.

Marek Lewoc (Geoplan)