Звукът на Земята! Нова акустична система за ранно предупреждение за свлачищa

Диаграма на акустична система за мониторинг

Разработен е нов вид сензорна система за прогнозиране на опасността от свлачища. Предполага се, че това е първата система от този вид в света. Тя работи чрез измерване и анализ на акустичното поведение на почвата, за да се установи кога срутването е предстоящо и да могат да бъдат взети превантивни мерки.

Шумът, създаван от движението под повърхността стига до кресчендо, когато наклонената основа на свлачището става нестабилна. Измерването на повишената степен на генерирания звук позволява точното прогнозиране на катастрофален срив на почвата.

Техниката е разработена от изследователи в Loughborough University, в сътрудничество с Британските геоложки проучвания чрез два проекта, финансирани от Съвета за научни изследвания по инженерни и физични науки (EPSRC).

Системата за откриване се състои от мрежа от сензори, вкопани в хълма или насипа, за който има риск от срутване. Сензорите, в качеството на микрофони, записват акустичната активност на почвата напречно на склона и всеки предава сигнал до централен компютър за анализ.

Процентите шум, създаден от триенето между частиците, са пропорционални на размера на движението в почвата и така увеличаването на акустичнинте емисиите сигнализира, че наклонът е по-близо до срутване. Над определен процент шумът се записва. Системата може да изпраща предупреждение чрез текстово съобщение до органите, отговарящи за безопасността в района. Система за ранно предупреждение им позволява да евакуират зони в близост до транспортни маршрути или да извършват работа за стабилизиране на почвата.

Нийл Диксън, професор по геотехническо инженерство в Loughborough University и главен изследовател по проекта обяснява как работи системата - "Както огъването на пръчка създава шумове, които се натрупват докато се прекърши, така и движението на почвата преди свличане създава повишаване на нивата на шума. Това е известно още от 1960-те години, но новото което ние успяхме да направим е улавянето и използването на тази информация, за да определим връзката между шума и нивото на разместване в почвата в реално време и по този начин да постигнем ранно предупреждение."

В момента системата се разработва допълнително за производство на самостоятелни сензори, които не се нуждаят от централен компютър. Тази работа, в рамките на втория проект финансиран от EPSRC, се концентрира върху производството на много евтини сензори с интегрирана визуална и/или звукова аларма за използване в развиващите се страни. Текущата работа включва полеви изпитания, пазарни проучвания и планиране на търговската експлоатация на технологията.

"Разработването на независими акустични датчици с ниска цена стана възможно едва в последно време благодарение на нови микропроцесори, които са достатъчно бързи, малки и евтини за тази задача" - казва Диксън.

Освен в страните, податливи на катастрофални свлачища, техниката може да се използва при наблюдението на състоянието на потенциално нестабилни склонове, създадени за транспортната инфраструктура като например железопътни и пътни насипи в развитите страни като Великобритания.

Текущата развойна дейност е финансирана чрез сметката на Университета Loughborough за трансфер на знания. Предоставените от EPSRC фондове помагат на търговската експлоатация на изобретенията, произтичащи от изследователските проекти. Търговското разпространение на сензорни аларми се очаква да стартира през следващите две години.