Eksperimentalni nasip za kontinuirano spremljanje rek

Gradnjaposkusni nasip je bil dokončan konec poletja 2023: to še ni pravi nasip, ampak ogromen rezervoar, nameščen na Znanstveni in tehnološki poli AIPo Boretta, ki simulira značilnosti toka Pada in Rone in bo imel nalogo preizkusiti inovativen senzorski sistem.

Zadevni projekt se imenuje Dike Fiber in je rezultat sodelovanja med AIPo, medregionalno agencijo za Pad, in OST, poklicno univerzitetno šolo vzhodne Švice v Rapperswil-Jona, ob Züriškem jezeru.

Plovne poti Italije in Švice so v nekem smislu pravzaprav "bližje", kot bi si kdo mislil.

Drevesa in rastline namesto parkirišč v mestu: študija o "naravi"
Revolucionarni senzorji, ki lahko prihranijo milijone baterij

Umetno porečje, ki »združi« dve veliki reki

Il umetni bazen zgrajen v znanstvenem centru AIPo v Borettu v provinci Reggio Emilia, je velik pravokoten bazen, dolg 85 metrov in širok 35 metrov, zasnovan tako, da ima naklon 1:2 in skupno višino 3,5 metra.

Bregovi tega bazena, štiri strani bazena, so opremljeni z ogromno senzorji: tenziometri, merilniki napetosti, piezometri in vlakno, ki poteka vzdolž celotnega poteka rezervoarja in je pravzaprav sofisticiran difuzni senzor.

Projekt Dike Fiber, ki združuje moči AIPo (medregionalne agencije za Pad) in strokovne univerzitetne šole vzhodne Švice v Rapperswilu, ima natanko ta cilj: preizkusiti potencial tega novega sistema spremljanje brežin, ki bi se lahko uporabil za dolge odseke vodnih poti.

Umetno nabrežje Boretta je narejeno iz mulja in muljastega peska, da se ujema s sestavo bregov dveh evropskih rek, Pada in Rone.

"V Borettu smo obnovili nasip, ki je značilen za razmere Pada za švicarske«, pojasnjuje prof Carlo Rabaiotti, vodja projekta. Eksperimentalni nasip, pojasnjuje strokovni profesor geotehnike, »je sestavljen iz dveh odsekov: enega, značilnega za razmere Rone in drugega, bolj značilnega za razmere Padske nižine".

Genetska pestrost rastlin je v službi prehrane
Ribolov DNK v švicarskih rekah za preučevanje biotske raznovrstnosti

Izgradnja poskusnega Borettovega nasipa

Gradnja umetnega rezervoarja, ki se je uradno začela aprila 2023, se je končala 24. avgusta istega leta.

Znotraj nasipov se na različnih nivojih nahajajo: 24 dielektričnih senzorjev ki merijo vlažnost tal, optična vlakna, 27 piezometrov tradicionalno, 6 tenziometrov na katerem je delala profesorska raziskovalna skupina Guido Gottardi e Michela Marchi o "Univerza v Bologni in seveda nov porazdeljeni senzor, ki ga je razvil OST.

Eksperimentalni sistem spremljanja je bil ustvarjen tako, da ga je mogoče tudi uporabljati na obstoječih nasipih, zato je bil umetni bazen razdeljen na dva dela: enega tipa »ex novo« in enega, v katerega so senzorje vgradili po izgradnji, kot da bi šlo za obstoječ nasip.

Tečejo na obeh frontah približno 800 metrov optičnih vlaken, ki so bili v že obstoječi odsek (retrofit) vgrajeni brez uporabe rušilnih tehnik in nadzora možna tveganja ki lahko izhajajo iz iste operacije.

Ta prefinjen senzorski sistem, pojasnjuje AIPo, "zagotavlja pomembne informacije o pritiskih, ki delujejo znotraj nasipa in s tem o njegovi stabilnosti".

Eksperimentalni testi, "z različnimi stopnjami vodne zapolnjenosti z nasipom omejenega notranjega območja”, se bo nadaljevala do konca letošnjega leta.

Potem, ko smo zbrali in razvrstili prejete podatke, "mogoče bo ugotoviti, ali in kako je tovrstno tehnologijo mogoče uporabiti na nasipih, ki bodo zgrajeni v prihodnosti, kar bo omogočilo spremljanje ranljivosti in stabilnosti nasipov v realnem času".

Razmišljanje o vodi pomeni razmišljanje o prihodnosti: da jo bomo bolje ohranili in upravljali
Najtemnejša reka na svetu je v Kongu: prva študija o Rukiju

Kilometer dolg senzor za spremljanje rek

"Velika inovacija tega sistema«, pojasnjuje namestnik direktorja AIPo, Gianluca Zanichelli"je možnost neprekinjenega merjenja filtracijskih gibov pod nasipom: to nam omogoča prehod od vrste točnih senzorjev k difuzni senzor, ki bi ga lahko namestili na dolgih odsekih reke Pad in njenih pritokov, zlasti na območjih, ki so se skozi leta soočala s tovrstnimi težavami".

Vlaknine so namreč a kompleksen senzor razvit in patentiran na Univerzi uporabnih znanosti v vzhodni Švici. Kot pojasnjuje Carlo Rabaiotti, učitelj na OST in vodja projekta, “sestavljen je iz mehke plastične cevi, okoli katere je ovito vlakno, ki meri stiskanje te cevi, ki ga povzroča pritisk vode".

Kot smo prebrali v članku, objavljenem decembra lani na "IEEE Sensors Journal”, uporaba porazdeljeni senzorji iz optičnih vlaken (ali DFO, Distributed Fiber Optic) je med najbolj obetavnimi tehnologijami za nadzor jezov in nasipov.

Sistem, ki so ga razvili raziskovalci OST, je "un senzor porazdeljenega tlaka (DPS) ki temelji na tehnologiji DFO za zgodnje odkrivanje nastanka vodnih kanalov z neposrednim merjenjem pornega tlaka".

Senzor DPS je zasnovan za spremljanje nasipov na globinah med 1 in 20 metri ter za izpolnjevanje ključnih predpogojev, povezanih z velikostjo naprave, “kar bi v primeru rečnih obrežij moralo biti v velikosti nekaj kilometrov".

Generative AI: "To so delovna mesta, ki jih po moji zaslugi ne bo več"
Ribolov ubije vedno več morskih psov: izid šokantne študije ...

Dike fiber: kmalu prve uporabe na terenu

Ta eksperimentalni projekt spremljanja je bil ustvarjen za zagotavljanje rešitve najnovejše generacije za obvladovanje hidravličnega tveganja na območjih, ki so najbolj izpostavljena poplave in poplave.

Za razliko od tradicionalnih nadzornih sistemov, ki zahtevajo ročne operacije in ne zagotavljajo dovolj podatkov za natančne napovedi, vam novi senzorji omogočajo neposredno merjenje, samodejno in neprekinjeno, različni parametri tal.

Poleg pornega tlaka senzor DPS, ki so ga razvili raziskovalci OST, omogoča spremljanje skupnega tlaka, deformacije tal, temperature in vlažnosti tal.

Poleg tega se lahko podatki, ki jih obdeluje novi nadzorni sistem, uporabijo za usposobiti model AI zmožen narediti vse bolj natančne napovedi.

Raziskovalci so zdaj vključeni v dolgo in zapleteno fazoAnaliza podatkov: prve terenske aplikacije bi lahko ugledale luč že do konca leta.

Medtem je prva reka, ki je eksperimentirala z nasipom iz "optičnih vlaken", reka Rodano: kot je navedeno na spletni strani projekta Fibra Dike, je novi nadzorni sistem DFO že implementiran v okviru a pravi nasip v gradnji vzdolž rečnega toka.

Sistem bo spremljal predvsem erozijo in izpiranje struge ter izmenjavo rečnih in podzemnih tokov.

Od »Voxxed Days Ticino« do ... Happy Days z razcvetom obiska
Nove umetne mišice: lažji, varnejši in robustnejši roboti

Glej na zemljevidu