На геолого-геофизическом факультете НГУ разработана и запатентована технология экспресс-оценки состояния зданий, инженерных сооружений и конструкций, актуальная для Арктики и территорий с вечномерзлыми грунтами. Заместитель директора Центра трансфера технологий и коммерциализации НГУ кандидат технических наук Андрей Савченко представил ее на АРКТЕК-2023 в секции «Транспорт и инфраструктура» и победил в номинации «АРКТЕК научный питч».
Арктический технологический конкурс проходил в течение более чем полугода, а финал состоялся в МГТУ им. Баумана 11 декабря. Его цель — трансформация научных и технологических разработок в цифровые и инженерные решения для развития комфортных условий жизни людей в Арктике и обеспечения успешной работы компаний в регионах Крайнего Севера и Дальнего Востока. Организаторами конкурса выступили Восточный центр государственного планирования и Министерство Российской федерации по развитию Дальнего Востока и Арктики.
— Проблема, решению которой посвящена технология НГУ, связана с эксплуатацией зданий и инженерных сооружений на вечномерзлых грунтах. Несущая способность оснований (в частности, свайных и других видов фундаментов) может нарушаться как из-за сезонного оттаивания грунтов, так и по причине повышения температуры основний из-за глобального потепления. Если свайные основания теряют свою несущую способность, здания и сооружения могут подвергаться неравномерным деформациям, что может привести к чрезвычайным ситуациям вплоть до обрушения. В таких случаях необходимо вовремя принять решение о прекращении эксплуатации и/или выполнить технические мероприятия для усиления фундаментов, — рассказывает директор ЦТТК кандидат технических наук Александр Квашнин.
Для того чтобы можно было оперативно принимать такие решение, на Геолого-геофизическом факультете НГУ под руководством кандидата технических наук Константина Федина разработан аппаратно-программный комплекс для экспресс-мониторинга сооружений и конструкций. Он включает в себя сенсоры — микросейсмические датчики, записывающие частоту и амплитуду вибраций конструкций зданий, и регистраторы, которые сохраняют эти данные и затем могут передавать их либо в облако, либо на ноутбук, если ведется обработка данных на месте.
Важная часть такого комплекса — программное обеспечение, позволяющее убрать шумы, выделить собственные частоты колебаний построек и конструкций и, отсекая все лишнее, определять техническое состояние сооружений и даже отдельных конструкций зданий. Если здание находится в хорошем состоянии, то амплитуды колебания должны быть небольшими, если же устойчивость потеряна, то они существенно повышается. По частоте и изменению этих амплитуд во времени можно делать выводы об ухудшении технического состояния здания.
— Мы исследовали таким образом ряд объектов транспортной и инженерной инфраструктуры в Новосибирской области, а также на одном из крупнейших металлургических предприятий России. За короткое время удалось сделать оценку технического состояния самых разных сооружений, выявить среди них проблемные. Результаты наших исследований были на 100% подтверждены другими, более трудоемкими и дорогими способами. Подобные работы геологи НГУ выполняли на различных зданиях, фундаментах, опорах мостов, резервуарах и трубопроводах, — говорит Александр Квашнин.
Сейчас ученые разрабатывают облачный сервис для загрузки и хранения информации о техническом состоянии всех исследуемых объектов. Впоследствии на его основе предполагается запустить сервис уведомлений, чтобы организации, обслуживающих эти сооружения, могли оперативно получать информацию о наступлении опасных событий. Кроме того, для более эффективной работы планируется адаптировать сенсоры к определенным условиям эксплуатации и к конкретным видам зданий и конструкций.
На данный момент технология мониторинга сооружений и конструкций проходит пилотные испытания на крупных российских предприятиях. У НГУ имеется несколько патентов для защиты её применения в различных областях: это и трубопроводный транспорт, и добыча нефти и газа, дефектоскопия металла и тому подобное. Центр трансфера технологий ведет переговоры о внедрении с крупными индустриальными партнерами.
— Участие и победа в конкурсе АРКТЕК дает нам возможность представить технологии крупным российским корпорациям. Это Норильский никель, Алроса, Новатэк, Росатом, Роснефть, Газпром нефть и другие организации, которые работают на Крайнем Севере и заинтересованы во внедрении новых технологий, — отмечает Александр Квашнин.
.jpg)
