Mis juhtub, kui mäestikulised liuged saab ennustada enne kallakute kokkuvarisemist? Uuringuid tegevad teadlased Universiti Malaya ülikoolis arvavad, et see on võimalik.

KUALA LUMPUR, 22. juuni — Universiti Malaya teadlased on testinud optilise kiuduga põhinevat jälgimissüsteemi, mis suudab ennustada subtiilseid maapinna liikumisi ja potentsiaalselt anda varahoiatusmärke ebastabiilsuse kohta enne katastroofi tekkimist.

Universiti Malaya fotonikauuringute keskuse (PRCUM) teadlane Muhammad Syamil Mohd Sa’ad ütles, et see tehnoloogia on mõeldud aeglaselt toimuvate liikumiste ennustamiseks, mis võivad olla märguaneks kalde ebastabiilsusest, võimaldades inseneridel ja ametiasutustel potentsiaalseid riske ajas jälgida.

Kuidas süsteem töötab?

„Erinevalt tavapärastest anduritest, mis sõltuvad väga palju väljas paigaldatud elektroonikakomponentidest, kasutab süsteem keskkonna muutuste mõõtmiseks valguse edastamist optiliste kiudude kaudu.

„Kui maapind liigub, kalleneb või deformatsioonub, muutub kiudus liikuv valgussignaal. 

„Nende muutuste analüüs võimaldab tuvastada kalde liikumisi,“ ütles Syamil lehele Malay Mail. 

Ütleb süsteemi täpsemalt kirjeldades, et ise anduripunkt ei vaja aktiivseid elektroonikakomponente.

„Andmed edastatakse jälgimisjaamasse, kus neid saab kaugelt ja pidevalt analüüsida,“ ütles ta.

Kuidas see erineb olemasolevatest jälgimissüsteemidest?

Malaisias kasutatakse juba mitmesuguseid kalde jälgimistehnoloogiaid, sealhulgas geotehnilisi seadmeid, vihmamõõtjaid ja LiDAR-i (valguse tundmine ja kaugusmõõtmine). Siiski ütles Syamil, et optilise kiudu andurite kasutamine pakub erinevat lähenemist, vähendades jälgimispunktis ise elektroonikakomponentide sõltuvust.

Tropilistes keskkondades on elektroonikakomponendid sageli tundlikud niiskuse, soojuse, äikese ja elektriliste ülekoormuste suhtes, mis kõik võivad mõjutada usaldusväärsust ja suurendada hooldusvajadust.

„Välitingimustes, eriti tropilistes riikides nagu Malaisia, on elektroonikakomponendid sageli esimesed, kes pärast pikemat niiskuse, soojuse või elektriliste ülekoormuste mõju välja lülituvad,“ ütles ta.

Minimeerides elektroonikakomponente kaldel, on süsteem vastupidavam äikestele ja elektromagnetilisele häiresignaalile ning vajab vähem sagedast hooldust.

„Andmed kogutakse ka ‚elu‘ režiimis, ja just selles ongi erinevus – enne katastroofi tekkimist saab anda varahoiatused,“ lisas ta. 

Miks on pidev jälgimine oluline?

Syamil kohaselt ei seisne kalde jälgimise väärtus maaväljaku täpse tekkimisaegu ennustamises, vaid hoiatusmärkide tuvastamises, mis võivad ilmneda nädalates, kuudes või isegi aastates.

„Väikesed maapinna liikumised ei pruugi alguses ohtlikud tunduda, kuid pikaajaline jälgimine võib sageli avada mustrid, millele tuleb tähelepanu pöörata enne olukorra halvenemist,“ ütles ta.

See võimaldab inseneritel jälgida kalde tingimuste aeglast muutumist ja otsustada, kas on vaja täiendavaid uuringuid või ennetusmeetmeid.

Süsteemi saab kaugelt jälgida, vähendades vajadust inimeste korduvalt potentsiaalselt ohtlikesse piirkondadesse minna.

„Paljudes katastroofiohtlikes piirkondades on insenerile andmete kogumiseks maale minemine ise ohtlik.“ 

„Meie arendatud süsteem ei nõua andmete kogumiseks inimese füüsilist esinemist mõjutatud alal,“ ütles ta. 

Testitud reaalsetes tingimustes

Seda tehnoloogiat on juba testitud laborist väljaspool.

Üks olulisemaid pilootkohti on Cameron Highlandsis asuv Blue Valley, kus teadlased töötasid Pintas Utama Sdn Bhd-ga koos, hindamaks süsteemi toimimist tegelike maastiku- ja ilmastikutingimuste korral.

„See koht sai oluliseks testimisplatvormiks, sest see ekspositsioonisüsteemi tegelikule maastikule ja keskkonnatingimustele. 

„Projekt ekspositsioonisüsteemi kalde jälgimissüsteemidele tavaliselt esinevatele väljakutsetele, sealhulgas tugevale vihmale, ebastabiilsesse maapinnale, toitevarustuse katkestustele ja kaugandmete edastamise nõuetele,“ ütles Syamil. 

Hiljem paigaldati täiendavaid jälgimissüsteeme mitmes kohas Universiti Malaya kampusel, sealhulgas Meditsiini- ja Malaia keele akadeemia lähedal. 

„Need paigaldused aitasid meil jälgida, kuidas andurid käitusid pikema aja jooksul muutuvates ilmastikutingimustes ja lähedal toimuvate ehitustööde mõjul,“ lisas ta. 

„Teine koht, kus oleme süsteemi paigaldanud, on Bukit Nanas kaldepiirkonnad,“ ütles Syamil. 

Miks arendada kohalikku tehnoloogiat?

Syamil usub, et peale tehnoloogia ise on väärtuslik ka selliste jälgimissüsteemide arendamine, mis on kohandatud Malaisia tingimustele.

Importitud süsteemid võivad teistes keskkondades hästi toimida, kuid sageli nõuavad nad modifitseerimist, enne kui nad suudavad usaldusväärselt töötada tropilistes kaldest, mis on sageli vihmas ja mille hooldus on keeruline.

„Kasvab väärtus kohalike jälgimistehnoloogiate arendamisel, mis on loodud Malaisia tingimustele, mitte ainult importitud süsteemidele toetumisel,“ ütles ta.

Teadlaste jaoks, kes töötavad välitingimustes, pole väljakutse mitte ainult keerukate andurite arendamine, vaid tagada ka nende usaldusväärne töö ka pärast paigaldamist.

„Tähtsam väljakutse on luua süsteemid, mis jätkavad usaldusväärselt töötamist kuude ja aastate pärast paigaldamist,“ ütles ta.

Edasi liikumine 

Parajasti identifitseerib Syamil’i meeskond riigi üle kogu ala piirkondi, kus on vaja sellist süsteemi kalde jälgimise parandamiseks. 

„Oleme läbirääkimistes mitme kohaliku nõukoguga ja kui kõik läheb hästi, paigaldatakse meie süsteem teatud kohtadesse. 

„Bukit Nanas on näide kohtadest, mille me identifitseerisime ja kus jälgimissüsteemi veel ei ole,“ ütles ta. 

Süsteemi silmapaistvate omaduste kõrval, mis võimaldavad „elu“ režiimis andmete kogumist, ütles Syamil, et see aitab vähendada olemasolevate importitud seadmete eelarvekulutusi. 

„See on ka üks põhjusi, miks soovisime kohalikku toodet arendada – teha kalde jälgimine ligipääsetavamaks kõigile kohalikele nõukogudele ja isegi erasektorile,“ ütles ta.