海岸侵食を防ぐための構造健全性モニタリング

海岸のごみと海岸の浸食:地中海の海岸線全体が 2 つの深刻な問題に直面しています。エコスマート防波堤プロジェクトは、スマートリサイクル方式を開発し、その成果を海岸線の保護に活用することで、ピンチを新たなチャンスに変える試みです。この開発における重要な役割をHBKが担当しています:それは重要な構造状態の測定と監視です。

エコスマート防波堤プロジェクト

海洋環境保護のためにゴミを利用する「エコスマート防波堤」プロジェクトでは、環境、経済、技術の両面で矛盾するようなアプローチが成功しました。 

このプロジェクトの「生態学的」な側面はリサイクルプロセスに基づいています。建設・解体工事から得られた繊維と、海から得た繊維は、防波堤システムの構成要素にリサイクルされます。このように、その要素がもたらすエコシステムは、海洋生物の生息地の恩恵も受けています。

このソリューションの「スマート」な部分は、海洋環境および構造パラメータの監視を確実にする HBK光学センサを備えた装置です。これらの信号は、リモートステーションによってリアルタイムで収集および処理されます。

問題

アプリアン地方の海岸線は、海岸のゴミと海岸の浸食の問題に直面しています。

ソリューション

海岸に放置されたゴミをリサイクルし、その結果生まれたキューブを防波堤の構成材料としてリサイクルすることで、アプリアンの海岸線は海岸の浸食から保護されています。HBK光学センサは、環境条件を測定および監視し、使用材料の引張テンションに関する重要な情報を提供します。

結果

このソリューションにより、エコスマート防波堤プロジェクトは、海岸の浸食を防ぐために、海岸線を保護するために、海岸線に放置されたごみを再利用します。HBK 光学センサと構造健全性監視システムは、コストを最小限に抑える包括的な機能を備えたソリューションの一部です。

すべての監視ニーズに対応:HBK光センサ

使用するセンサのタイプに関する 複数の提案が、モニタリングされるパラメータのカテゴリ(機械的、水力学的、生物学的)ごとに考慮され、全体的なコストを最小限に抑えながら、必要なパラメータの範囲をカバーするソリューションが決定されました。 

最も汎用性が高く、高性能で費用対効果の高いソリューションは、 HBK 光ファイバブラッググレーティングセンサ( FS シリーズ)で構成されています。このセンサは、データ収集システムの FS22 BraggMETER インテロゲータと組み合わせて使用されます。

使用されるセンサは、ひずみセンサ( FS62 )、温度センサ( FS63 )、および加速度計( FS65 )です。光ファイバブラッググレーティング( FBG )センサは、構造(変形および振動)および環境(温度)パラメータの両方をモニタできるため、採用されました。複数のセンサがチェーン構成で相互に接続され、光インテロゲータに接続されます。

検証:センサの適合性に関する詳しい調査を実施

HBK 光ファイバセンサを実際の防波堤エレメントに取り付ける前に、Brindisi-Based CETMA Center の Resilient and Sustainable Civil Engineering Unit チームがSkema srl 社と協力して検証しました。センサが正しく動作することを確認するために、最初に小規模な物理的ラボ試験をプロトタイプで実施しました。

FBG センサの測定結果が従来型のセンサと一致しているかどうかを確認するために、次の比較が行われました。

  1. HBK FBG センサの反応。コンクリートシリンダに埋め込まれており、 1~5 MPa のサイクル圧縮試験の負荷をかけます。
  2. 従来型の電気弾性伸び計をシリンダ表面に接着剤で固定して測定しました。

この比較から、 FBG センサは負荷に正しく反応することがわかりました。図に示した2 つのセンサの値の違いは、測定が行われた位置が異なることが原因です。

センサの配置: 内部データと外部データの収集

光ファイバセンサは、 2 つのチェーンに取り付けられています。

図 1 は内部チェーンを示している:

温度信号と変形信号を区別するために、 4 つの変形センサと 2 つの温度センサが 1 つのチェーンに接続されており、 ECOSMART –防波堤エレメントの製造時にコンクリートに埋め込まれています。

図 2 は、外部チェーンを示しています:

2 個の加速度計と 1 個の温度センサがチェーンに接続され、 ECOSMART –防波堤エレメントの外側に固定されています。

 

 

 

このシステムは、センサからデータを取得し、ローカルに保存してリモートシステムに送信する一連のデバイスとソフトウェアによって構成された完全システムになっています。

センサタイプ設置場所
変形FBG      4ブロック内に埋め込み
温度FBG      2ブロック内に埋め込み
温度FBG      1ブロック外部面
加速度計FBG      2ブロック外部面

海洋環境での防波堤エレメントの監視

実施プロジェクトでは、テストと検証の後、 ECOSMART–防波堤エレメントを オトラント(イタリア最東端)港の防波堤に輸送し、設置しました。このサイトは、防波堤の構成に使用される人工エレメントの 平行四辺形形状の立方体が、この新エレメントに適合したために選ばれました。

防波堤沿いのパイロットテストでは、市場に導入される前に特許を取得することが計画されているエレメントの最適な化合物に関する詳細情報が得られます。さらに、過酷な条件下での、センサデータのワイヤレスデータ通信の品質を検証できます。

CETMAとは

CETMAは、1994年に設立された欧州における研究センタで、イタリアのブリンディシに拠点を置く研究技術機関 (RTO) です。先端材料(複合材料、高分子材料、バイオベース、再生材料)、 ICT (エンジニアリング、製造、サービス専門ソフトウェアの開発)、製品開発の分野で、 20 年以上にわたる応用研究、実験開発、技術移転を行っています。非営利団体であり、研究、トレーニング、技術移転にすべての利益を再投資しています。

見積もり希望

こちらからお気軽に見積依頼

ご希望内容:


問い合わせる

こちらからお気軽に見積依頼

ご希望内容:


問い合わせる

Green check mark 柔軟な対応力

Green check mark 技術コンサルティング

Green check mark 速やかな対応

HBMへのお問合せ HBMやHBMの製品について「もっと詳しく知りたい」、「わからないことがある」、「こんな製品を探している」などございましたら、お気軽に下記お問合せフォームでご連絡ください。