Δορυφόροι «εντοπίζουν» γέφυρες στη Γη που αρχίζουν να γίνονται επικίνδυνες και προλαμβάνουν καταστροφές

Δορυφόροι χρησιμοποιούνται πλέον για να αποκαλύψουν ποιες γέφυρες σε όλο τον κόσμο ενδέχεται να είναι ευάλωτες, προσφέροντας παράλληλα έναν νέο τρόπο έγκαιρου εντοπισμού προβλημάτων πριν αυτά εξελιχθούν σε καταστροφές.

Σε διεθνή μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, αξιολογήθηκε η κατάσταση 744 γεφυρών σε όλο τον κόσμο.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι γέφυρες στη Βόρεια Αμερική εμφανίζουν συνολικά τη χειρότερη κατάσταση, ενώ ακολουθούν εκείνες στην Αφρική. Η έρευνα προτείνει επίσης ένα νέο μοντέλο παρακολούθησης υποδομών σε πλανητική κλίμακα, βασισμένο σε δορυφορικά δεδομένα που μπορούν να καταγράφουν μεταβολές στη σταθερότητα των γεφυρών και να εντοπίζουν έγκαιρα προειδοποιητικά σημάδια.

Το πρόβλημα συνδέεται σε μεγάλο βαθμό με τη γήρανση των υποδομών, αναφέρει το Science Daily. Στη Βόρεια Αμερική, για παράδειγμα, η κατασκευή γεφυρών γνώρισε μεγάλη άνθηση τη δεκαετία του 1960, με αποτέλεσμα πολλές από αυτές τις κατασκευές να πλησιάζουν σήμερα ή και να έχουν ξεπεράσει την προβλεπόμενη διάρκεια ζωής τους. Η ανάγκη για συστηματικότερο έλεγχο γίνεται έτσι ολοένα πιο πιεστική.

Δορυφορική εποπτεία για το 60% των μεγάλων γεφυρών

Για να ανταποκριθούν σε αυτή την 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 πολύ μεγάλες εκτάσεις του πλανήτη, ενώ προσφέρει και πρόσβαση σε εκτεταμένα 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 θα μπορούσε, όπως αναφέρει, να μειώσει σημαντικά τον αριθμό των γεφυρών που κατατάσσονται στην κατηγορία υψηλού κινδύνου, ιδιαίτερα σε περιοχές όπου η εγκατάσταση συμβατικών αισθητήρων είναι οικονομικά δύσκολη.

Η διεθνής ομάδα βασίστηκε στη μέθοδο MT-InSAR (Multi-Temporal Interferometric Synthetic Aperture Radar), μπορεί να λειτουργήσει συμπληρωματικά προς τις παραδοσιακές επιθεωρήσεις, εντοπίζοντας εξαιρετικά μικρές μετακινήσεις στις κατασκευές, ακόμη και της τάξης λίγων χιλιοστών. Τέτοιες μεταβολές μπορεί να οφείλονται σε αργές γεωλογικές διεργασίες, όπως κατολισθήσεις ή καθιζήσεις του εδάφους, αλλά και να υποδηλώνουν την εμφάνιση νέων δομικών προβλημάτων.

Τα προβλήματα στην παρακολούθηση των γεφυρών

Οι γέφυρες θεωρούνται από τα πιο ευάλωτα στοιχεία των μεταφορικών δικτύων, ενώ οι σημερινές μέθοδοι παρακολούθησης παρουσιάζουν σαφή μειονεκτήματα. Οι επιτόπιες οπτικές επιθεωρήσεις είναι δαπανηρές, συχνά υποκειμενικές και συνήθως πραγματοποιούνται μόνο δύο φορές τον χρόνο, αφήνοντας περιθώριο να περάσουν απαρατήρητα τα πρώιμα σημάδια φθοράς.

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

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