Έτσι «βλέπουν» οι δορυφόροι τα προβλήματα σε γέφυρες στη Γη και εμποδίζουν καταστροφές

Οι δορυφόροι αξιοποιούνται πλέον ως εργαλείο για την αξιολόγηση της σταθερότητας των γεφυρών παγκοσμίως, προσφέροντας έναν νέο τρόπο έγκαιρου εντοπισμού προβλημάτων πριν αυτά οδηγήσουν σε καταστροφές.

Σε διεθνή μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, εξετάστηκε η κατάσταση 744 γεφυρών σε όλο τον κόσμο. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι γέφυρες στη Βόρεια Αμερική παρουσιάζουν συνολικά τη χειρότερη εικόνα, ενώ ακολουθούν εκείνες της Αφρικής. Η έρευνα προτείνει επίσης ένα νέο μοντέλο παρακολούθησης υποδομών σε πλανητική κλίμακα, βασισμένο σε δορυφορικά δεδομένα που εντοπίζουν έγκαιρα αλλαγές στη σταθερότητα των κατασκευών.

Σύμφωνα με το Science Daily, η κατάσταση αυτή συνδέεται σε μεγάλο βαθμό με τη γήρανση των υποδομών. Στη Βόρεια Αμερική, η κατασκευή γεφυρών γνώρισε άνθηση τη δεκαετία του 1960, γεγονός που σημαίνει ότι πολλές από αυτές πλησιάζουν ή έχουν ξεπεράσει τη διάρκεια ζωής τους. Η ανάγκη για πιο συστηματικό και έγκαιρο έλεγχο καθίσταται έτσι ολοένα πιο επιτακτική.

Δορυφορική εποπτεία για το 60% των μεγάλων γεφυρών

Για να αντιμετωπιστεί αυτή η πρόκληση, οι ερευνητές στρέφονται σε διαστημικά συστήματα παρακολούθησης που αξιοποιούν ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR). Η τεχνολογία αυτή επιτρέπει τη λήψη εικόνων υψηλής ανάλυσης σε τακτική βάση, καλύπτοντας μεγάλες εκτάσεις του πλανήτη και παρέχοντας πρόσβαση σε ιστορικά δεδομένα.

Όπως επισημαίνει ο Pietro Milillo, συν-συγγραφέας της μελέτης και αναπληρωτής καθηγητής πολιτικής και περιβαλλοντικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Χιούστον: «Η έρευνά μας δείχνει ότι η παρακολούθηση με ραντάρ από το διάστημα θα μπορούσε να παρέχει τακτική εποπτεία για περισσότερο από το 60% των γεφυρών μεγάλου μήκους στον κόσμο».

Η ενσωμάτωση αυτών των δεδομένων στα μοντέλα εκτίμησης κινδύνου μπορεί να μειώσει σημαντικά τον αριθμό των γεφυρών υψηλού κινδύνου, ιδιαίτερα σε περιοχές όπου η εγκατάσταση συμβατικών αισθητήρων είναι οικονομικά δύσκολη.

Προβλήματα και νέες λύσεις στην παρακολούθηση

Η διεθνής ομάδα βασίστηκε στη μέθοδο MT-InSAR (Multi-Temporal Interferometric Synthetic Aperture Radar), η οποία μπορεί να λειτουργήσει συμπληρωματικά προς τις παραδοσιακές επιθεωρήσεις. Εντοπίζει εξαιρετικά μικρές μετακινήσεις στις κατασκευές, ακόμη και λίγων χιλιοστών, που μπορεί να οφείλονται σε γεωλογικές διεργασίες ή να υποδηλώνουν νέα δομικά προβλήματα.

Οι γέφυρες αποτελούν από τα πιο ευάλωτα στοιχεία των μεταφορικών δικτύων, ενώ οι σημερινές μέθοδοι παρακολούθησης παρουσιάζουν μειονεκτήματα. Οι επιτόπιες επιθεωρήσεις είναι δαπανηρές και υποκειμενικές, πραγματοποιούνται συνήθως δύο φορές τον χρόνο και μπορεί να μην εντοπίζουν τα πρώιμα σημάδια φθοράς.

Από την άλλη πλευρά, τα συστήματα συνεχούς παρακολούθησης με αισθητήρες εφαρμόζονται κυρίως σε νεότερες γέφυρες ή όπου έχει ήδη εντοπιστεί πρόβλημα. Η μελέτη εκτιμά ότι λιγότερο από το 20% των γεφυρών μεγάλου ανοίγματος διαθέτουν τέτοιους αισθητήρες.

Η προτεινόμενη προσέγγιση συνδυάζει δεδομένα από αισθητήρες δομικής υγείας με παρατηρήσεις από δορυφόρους όπως ο ευρωπαϊκός Sentinel-1 και η αποστολή NISAR της NASA. Μέσω της ανάλυσης σταθερών δορυφορικών ανακλάσεων ραντάρ, οι ερευνητές θεωρούν ότι οι μηχανικοί μπορούν να μειώσουν την αβεβαιότητα στις εκτιμήσεις και να καθορίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια ποιες γέφυρες χρειάζονται συντήρηση ή λεπτομερέστερο έλεγχο.