محققان یک مدل ریاضی نوآورانه توسعه دادهاند که با استفاده از آرایههای آنتن کوچک و ارزانقیمت، میتواند منابع خطرناک ارتعاشات زیرزمینی را در زمان واقعی شناسایی و مکانیابی کند. به گزارش سرویس مطبوعاتی دانشگاه ملی تحقیقات، این فناوری میتواند خطر آسیب به ساختمانها، جادهها و سایر زیرساختهای حیاتی واقع در نزدیکی معادن و استخراجها را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
رویکرد پیشگیرانه به جای واکنشی
پروفسور سرگئی نویدوف از مؤسسه الکترونیک و ریاضیات مسکو توضیح داد که اقدامات کاهشی فعلی اغلب تنها پس از بروز آسیب قابل مشاهده، مانند ترکها یا تغییر شکلهای سازهای، اجرا میشوند. نویدوف گفت: «در بسیاری از موارد، تنها پس از نشان دادن علائم آسیب در ساختمانها اقدام میشود. رویکرد ما متفاوت است: ابتدا منبع تأثیر خطرناک را شناسایی کنید، خطرات مرتبط را ارزیابی کنید و سپس اقدامات پیشگیرانه لازم را اجرا کنید. این روش اطلاعات سریع و بسیار دقیقی را حتی در حضور چندین منبع ارتعاش فراهم میکند.»
منابع ارتعاشات زیرزمینی
به گفته محققان دانشگاه و مؤسسه بهرهبرداری جامع از منابع معدنی، ارتعاشات زیرزمینی نه تنها توسط فرآیندهای طبیعی، بلکه توسط فعالیتهای انسانی نیز ایجاد میشوند. عملیات حفاری و همچنین حرکت تجهیزات سنگین معدنی میتواند امواج لرزهای تولید کند که صدها متر در زمین منتشر شده و ممکن است به سازهها و تأسیسات مهندسی مجاور آسیب برساند.
عملکرد سیستم جدید
سیستم تازه توسعهیافته امکان پایش این ارتعاشات را با استفاده از آرایههای آنتن نسبتاً ساده و فشرده فراهم میکند و جایگزینی برای شبکههای حسگر گرانقیمت و ایستگاههای پایش مستقل با دقت کمتر است که در حال حاضر در مناطق معدنی استفاده میشوند. این فناوری بر یک مدل ریاضی متکی است که با مقایسه اندازهگیریهای جمعآوریشده از چندین آنتن نزدیک به هم، منابع ارتعاش را شناسایی و جدا میکند.
دقت بالا در آزمایشها
آزمایشهای انجامشده با استفاده از یک آرایه آنتن متشکل از ده حسگر، دقت بالایی را نشان داد. حتی زمانی که منابع ارتعاش در نزدیکی قرار داشتند، نرخ خطا در تعیین پارامترهای سیگنال از ۷٪ تجاوز نکرد، در حالی که در فواصل بیشتر به حدود ۴٪ کاهش یافت. این سیستم همچنین دقت بالایی را در شرایط تداخل پسزمینه قابل توجه حفظ کرد.
مزایای عملی
محققان خاطرنشان کردند که اندازه فشرده آرایههای آنتن امکان نصب آنها را مستقیماً در مجاورت ساختمانهای مسکونی، جادهها و تأسیسات صنعتی فراهم میکند. این امر هزینههای نصب، نگهداری و زیرساخت را به طور قابل توجهی کاهش میدهد. علاوه بر این، این فناوری به تکنیکهای پیچیده پردازش داده که معمولاً در لرزهشناسی مرسوم استفاده میشود، نیاز ندارد و آن را برای کاربرد گسترده در بخشهای مختلف صنعتی مناسب میسازد.
