Προϋπόθεση ότι πρέπει να υπάρχει και η οπτική παρατήρηση
Η καλή συντήρηση των γεφυρών είναι ζωτικής σημασίας, όπως αποδείχθηκε μόλις πριν από λίγες ημέρες όταν μια γέφυρα κατέρρευσε στο Γκουτζαράτ της Ινδίας, σκοτώνοντας 135 ανθρώπους.
Αν και οι γέφυρες στις ΗΠΑ, σύμφωνα με τον νόμο, πρέπει να επιθεωρούνται οπτικά κάθε δύο χρόνια, αυτό δεν αποκλείει καταστροφές όπως η κατάρρευση της γέφυρας I-35W στη Μινεάπολη το 2007, η οποία σκότωσε 13 άτομα και τραυμάτισε 145.
Η αντοχή των περισσότερων γεφυρών αξιολογείται συνήθως με οπτική επιθεώρηση ρωγμών και σφαλμάτων, η οποία μπορεί να είναι μια χρονοβόρα διαδικασία. Εναλλακτικά, αισθητήρες μπορούν να ανιχνεύουν κραδασμούς, που ονομάζονται «modal frequency» οι οποίοι συνδέονται με τα φυσικά χαρακτηριστικά της γέφυρας. Ωστόσο, η τοποθέτησή τους σε όλες τις γέφυρες είναι κοστοβόρα.
Τώρα, ο Thomas Matarazzo στη Στρατιωτική Ακαδημία των ΗΠΑ στο West Point της Νέας Υόρκης και οι συνάδελφοί του ανέπτυξαν ένα άλλο σύστημα για τη μέτρηση των «modal frequencies» και κατ’ επέκταση για την παρακολούθηση της κατάστασης της γέφυρας, χρησιμοποιώντας δεδομένα κίνησης από κινητά τηλέφωνα.
«Δεν χρειάζεται να αγοράσουμε πρόσθετους ή ειδικούς αισθητήρες για να μπορέσουμε να συλλέξουμε τα δεδομένα που χρειαζόμαστε σε κλίμακα», λέει ο Matarazzo στο Newscientist.
Για να το κάνουν αυτό, οι ερευνητές συνέλεξαν δεδομένα μέσω μιας εφαρμογής κινητού καθώς περνούσαν πάνω από γέφυρες. Χρησιμοποίησαν δεδομένα από GPS και πληροφορίες από τα επιταχυνσιόμετρα των τηλεφώνων, τα οποία μπορούν να αποκαλύψουν τυχόν μικροσκοπικές δονήσεις του τηλεφώνου.
Η μελέτη χωρίστηκε σε τρία μέρη: στο πρώτο, οι ερευνητές τοποθέτησαν δύο iPhone στα αυτοκίνητά τους και διέσχισαν τη γέφυρα Golden Gate στο Σαν Φρανσίσκο συνολικά περίπου 100 φορές.
Στο δεύτερο, πήραν δεδομένα από οδηγούς της Uber, οι οποίοι πέρασαν σχεδόν 70 φορές πάνω από τη γέφυρα Golden Gate, κατά τις καθημερινές επαγγελματικές τους διαδρομές.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν επίσης δεδομένα από smartphone Android από περίπου 250 διαδρομές πάνω από μια μικρή τσιμεντένια γέφυρα στο Ciampino της Ιταλίας, που μοιάζει σχεδόν με τις περισσότερες γέφυρες των ΗΠΑ.
Ο Matarazzo και η ομάδα του διαπίστωσαν ότι από μόνο δύο smartphones θα μπορούσαν να έχουν δεδομένα παρόμοιας ακρίβειας με 240 σταθερούς αισθητήρες. «Αυτό είναι πραγματικά μνημειώδες, γιατί σημαίνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε χαμηλού κόστους, προϋπάρχοντα σύνολα δεδομένων για να εκτιμήσουμε αυτές τις σημαντικές δυναμικές ιδιότητες», λέει ο Matarazzo προσθέτοντας ότι το σύστημα θα πρέπει να λειτουργεί με υπάρχοντα σύνολα δεδομένων από εφαρμογές ταξί όπως η Uber.
Ωστόσο, τα δεδομένα από τα smartphones θα πρέπει πιθανώς να συνοδεύουν την οπτική παρατήρηση σε ορισμένες περιπτώσεις.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η παρακολούθηση αυτού του είδους δεδομένων smartphone καθ' όλη τη διάρκεια ζωής μιας γέφυρας θα μπορούσε να επεκτείνει τη μακροζωία της κατασκευής κατά 30%, απλώς βοηθώντας τα συνεργεία συντήρησης να κάνουν τις κατάλληλες επισκευές στην κατάλληλη στιγμή.
