Skóra, która będzie monitorować stan betonowych konstrukcji

Skóra, która będzie monitorować stan betonowych konstrukcji

Inżynierowie z MIT wspólnie z fizykami z niemieckiego University of Potsdam, zaproponowali nową metodę ciągłego, elektronicznego monitorowania konstrukcji. Podobna do skóry powłoka o właściwościach elektrycznych, przymocowana w newralgicznych miejscach konstrukcji, mogłaby wykrywać pojawiające się pęknięcia.

Instalacja tej ‘sensorycznej skóry’ polegałaby na jej przyklejeniu do powierzchni konstrukcji. Prostokątne łatki skóry mogłyby być układane w matrycę umożliwiającą wykrywanie pęknięć w określonym punkcie konstrukcji. Natomiast łatki w kształcie rombów byłyby najlepsze do wykrywania pęknięć spowodowanych ścinaniem.

Powstanie pęknięcia spowoduje mikro poruszenie się betonu pod łatką, co spowoduje zmianę pojemności sensorycznej skóry. Raz dziennie, podłączony system komputerowy przepuści przez skórę prąd, by sprawdzić pojemność każdej z łatek i wykryć ewentualne zmiany. Dzięki temu, system precyzyjnie wykryje rysę w przeciągu 24 godzin.

„Ogromnym atutem sensorycznej skóry jest jej zdolność do wykrycia zarówno globalnej zmiany w konstrukcji, jak i precyzyjnej lokalizacji uszkodzenia.” – stwierdził Simon Laflamme z MIT. „Zautomatyzowanie procesu monitorowania kondycji mogłoby zapewnić ogromne oszczędności oraz poprawić stan infrastruktury poprzez zapewnienie terminowych napraw.” – dodał.

Naukowcy pierwotnie przetestowali swoją koncepcję przy pomocy dostępnej, niedrogiej, elastycznej krzemowej powłoki ze srebrnymi elektrodami. Jednakże ograniczenia tego rozwiązania sprawiły, że naukowcy stworzyli prototyp sensorycznej skóry zrobionej z miękkich, elastycznych termoplastycznych elastomerów zmieszanych z dwutlenkiem tytanu, który jest szczególnie czuły na pęknięcia i łatek z czarnego węgla, które mierzą zmiany elektryczne skóry.

„Dzięki szczegółowym, uzyskiwanym w czasie rzeczywistym, informacjom o kondycji konstrukcji, bezpieczeństwo infrastruktury lądowej zostanie znacznie poprawione.” – stwierdził Jerome Connor z MIT.

(lk)