Onderzoekers van het NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) en de Universiteit van Bath hebben een op satellieten gebaseerd systeem voor vroegtijdige waarschuwing ontwikkeld dat kleine bewegingen in bruggen kan detecteren die aangeven dat ze kunnen instorten.

Door gegevens van een nieuwe generatie satellieten te combineren met een geavanceerd algoritme, het monitoringsysteem zou door overheden of ontwikkelaars kunnen worden gebruikt als waarschuwingssysteem om ervoor te zorgen dat grootschalige infrastructuurprojecten veilig zijn.

Het team van experts onder leiding van NASA's JPL en ingenieurs uit Bath hebben de techniek geverifieerd door 15 jaar satellietbeelden van de Morandi-brug in Genua te beoordelen, Italië, waarvan een deel in augustus 2018 instortte, 43 mensen doden. de recensie, gepubliceerd in het tijdschrift Teledetectie , toonde aan dat de brug in de maanden voor de tragedie tekenen van kromtrekken vertoonde.

Dr. Giorgia Giardina, Docent bij de afdeling Architectuur en Civiele Techniek van de universiteit, zei:"Er is al eerder melding gemaakt van de staat van de brug, maar met behulp van de satellietinformatie kunnen we voor het eerst de vervorming zien die aan de ineenstorting voorafging.

"We hebben bewezen dat het mogelijk is om deze tool te gebruiken, specifiek de combinatie van verschillende gegevens van satellieten, met een wiskundig model, om de eerste tekenen van instorting of vervorming te detecteren."

Terwijl de huidige structurele monitoringtechnieken tekenen van beweging in een brug of gebouw kunnen detecteren, ze richten zich alleen op specifieke punten waar sensoren worden geplaatst. De nieuwe techniek kan worden gebruikt voor bijna-realtime monitoring van een hele constructie.

Jet Propulsion Laboratory Hoofdauteur Dr. Pietro Milillo zei:"De techniek markeert een verbetering ten opzichte van traditionele methoden omdat het wetenschappers in staat stelt om veranderingen in grondvervorming in een enkele infrastructuur te meten met ongekende frequentie en nauwkeurigheid.

"Dit gaat over het ontwikkelen van een nieuwe techniek die kan helpen bij het karakteriseren van de gezondheid van bruggen en andere infrastructuur. We hadden deze specifieke ineenstorting niet kunnen voorspellen omdat de standaard beoordelingstechnieken die op dat moment beschikbaar waren, niet konden detecteren wat we nu kunnen zien. Maar vooruit, deze techniek, gecombineerd met reeds gebruikte technieken, heeft het potentieel om veel goeds te doen."

Dit wordt mogelijk gemaakt door de vooruitgang in de satelliettechnologie, specifiek over het gecombineerde gebruik van de COSMO-SkyMed-constellatie van de Italiaanse Ruimtevaartorganisatie (ASI) en de Sentinel-1a- en 1b-satellieten van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA), waardoor nauwkeurigere gegevens kunnen worden verzameld. Nauwkeurige Radargegevens met synthetische apertuur (SAR), wanneer verzameld van meerdere satellieten die onder verschillende hoeken zijn gericht, kan worden gebruikt om een ​​3D-afbeelding van een gebouw te maken, brug of stadsstraat.

Dr. Giardina voegde toe:"Voorheen konden de satellieten die we voor dit onderzoek probeerden te gebruiken radarbeelden maken die tot op ongeveer een centimeter nauwkeurig zijn. Nu kunnen we gegevens gebruiken die tot op een millimeter nauwkeurig zijn - en mogelijk zelfs beter, als de omstandigheden goed zijn. Het verschil is als het overschakelen naar een Ultra-HD-tv:we hebben nu het detailniveau dat nodig is om structuren effectief te bewaken.

"Het is duidelijk dat dit continu kan worden toegepast op grote constructies. De tools hiervoor zijn goedkoop in vergelijking met traditionele monitoring en kunnen uitgebreider zijn. Normaal gesproken moet je sensoren installeren op specifieke punten in een gebouw, maar deze methode kan veel punten tegelijk bewaken."

De techniek kan ook worden gebruikt om de beweging van constructies te volgen bij ondergrondse opgravingen, zoals tunnelboren, vinden plaats.

"We hebben de verplaatsing van gebouwen in Londen boven de Crossrail-route gevolgd, " zei Dr. Giardina. "Tijdens ondergrondse projecten worden er vaak veel gegevens vastgelegd op grondniveau, terwijl er minder metingen van constructies beschikbaar zijn. Onze techniek zou voor een extra informatielaag kunnen zorgen en bevestigen of alles volgens plan verloopt."

Dr. Giardina is al benaderd door infrastructuurorganisaties in het Verenigd Koninkrijk met het oog op het opzetten van monitoring van wegen- en spoornetwerken.