PROJEKT GIGA

Badania nad zastosowaniem georadarów do rozpoznawanie przypowierzchniowych warstw, Francja 2004 (ang. Ground Penetrating Radar - GPR).

Wspólny projekt badawczo naukowy Unii Europejskiej, Gaz de France oraz IDS miał na celu opracowanie metody rozpoznania warstw przypowierzchniowych w warunkach wysoce zurbanizowanych, w przypadku coraz większego nakładu na oszczędności oraz efektywniejsze wykorzystanie funduszy na rozbudowę sieci gazowej we Francji. Oczywiście metodyka ta jest analogiczna dla innych systemów rur takich jak wodociągi, telekomunikacja, systemy grzewcze, kanalizacyjne i inne, które coraz ciaśniej umieszcza się pod ulicami naszych miast. Podczas dokonywania wszelkiego rodzaju napraw, konserwacji i przyłączania nowych użytkowników do sieci wysoce istotne jest maksymalnie dokładne zlokalizowanie wszystkich obiektów podziemnych w celu zminimalizowania zakłócenia ruchu drogowego oraz wykopu i powstałych przy tym szkód.

Dotychczasowe metody nieinwazyjne pozwalały jedynie na określenie pojedynczych obiektów i to umieszczonych najbliżej powierzchni. Pozostałe obiekty znajdujące się poniżej nich były niewidoczne bądź trudne do zlokalizowania. Projekt ten miał na celu stworzenie metodyki, która umożliwiała takie pomiary i dawała odpowiednią dokładność w lokalizacji rur i innych obiektów. Głównym zastosowaniem miało być zaprojektowanie przebicia pod drogą dzięki urządzeniu do kierunkowych wierceń horyzontalnych.

Problem polegał na tym że obiekty już istniejące, według planów, tworzyły dość ciasny system rur biegnący wzdłuż oraz w poprzek drogi. W Europie rocznie dochodzi do 90000 incydentów związanych z uszkadzaniem starych rur podczas wiercenia nowych. Spowodowane jest to niedokładnymi planami, często nanoszonymi niezgodnie z rzeczywistym położeniem sieci.

Systemy georadarowe są jedynymi urządzeniami, które potrafią zlokalizować niemetalowe obiekty. Dzięki RIS-2K/MF, gdzie zastosowano zestaw kilku anten o różnych parametrach pomiarowych i zespoleniu ich w jedną 8 - kanałową maszynę pomiarową otrzymujemy pełny obraz 3D badanego obszaru. W zależności od warunków środowiskowych (typ nawierzchni, gruntu, warunków atmosferycznych) lokalizowanie takich cienkich rur niemetalowych uzyskuje dokładność 10 - 30 cm przy zasięgu do 1.5 metra.

Rys.1. Przykład końcowego opracowania graficznego 3D w programie AutoCAD uzyskanego poprzez prześwietlanie wielokanałowe. Mapy takie uzyskuje się za pomocą doskonałej komunikacji pomiedzy RIS-2K a AutoCAD poprzez plug-in dołaczony do oprogramowania. Na zdjęciu widoczne jest rozpoznanie 3D, które umożliwia zastosowanie naszego systemu dla skomplikowanej sieci rur oraz innych obiektów podziemnych.

Bezpieczeństwo obywateli jest dla Komisji Europejskiej sprawą priorytetową, dlatego przeznaczyła fundusze na projekt badawczy "GIGA" - Zastosowania georadarów do rozpoznawania warstw przypowierzchniowych. Do realizacji projektu został powołany międzynarodowy zespół naukowców, inżynierów i użytkowników oraz developerów. Zespół, przy wykorzystaniu zróżnicowanych doświadczeń zawodowych uzyskał doskonałe efekty. Dzięki niemu projekt okazał się pełnym sukcesem.

Projekt obejmował:

• Wykonanie obiektu testowego z różnymi nawierzchniami (beton, asfalt), gdzie zdobywane są dane teoretyczne.
• Ciągłą przebudowę i ulepszanie konfiguracji oraz dopasowywanie częstotliwości georadaru.
• Stworzenie całkiem nowych, przystępnych narzędzi do obróbki danych pomiarowych, takich by ich obsługa nie wymagała wysoce wykwalifikowanego personelu.

Wyniki badań wykazały trudność w wykrywaniu niemetalowych rur o stosunkowo małym przekroju. Zgodnie z regułą "Im większa dokładność tym mniejszy zasięg", na chwile obecną, możliwe jest to tylko do pewnej, niedużej głębokości. Temat jednak jest wciąż w trakcie badań w celu dalszego udoskonalenia metody. Obecnie GIGA kładzie główny nacisk na zagadnienie wykrywania małych rur plastikowych (być może i innych materiałów) gdy w otoczeniu jej znajduje się inny rodzaj gleby niż piasek. Na drugi plan wysuwa się idea skonstruowania jednej anteny uniwersalnej, gdzie użytkownik sam określa głębokość na jakiej znajduje się obiekt oraz jego rozmiar, a system automatycznie dopasowuje odpowiednią częstotliwość.

Obecne osiągnięcia pozwalają na zaprojektowanie przewiertu horyzontalnego w korytarzu o średnicy 50 cm. Sonda do wierceń posiada możliwość drobnej korekcji kierunku dlatego tunel ten nie musi być idealnie prosty. Spektakularnym pokazem możliwości było wykonanie przewiertu pod ruchliwą ulicą w jednym z miast Francji, gdzie średnica korytarza wolnego od infrastruktury wynosiła maksymalnie 40 cm (w skrajnych przypadkach). Wykonano badania projektowe, a następnie umieszczono w nim rurę o średnicy 10 cm. Następnie wykonano ponowne badania sprawdzające dokładność zadania. Poprawność wykonania oraz odległość z jaką nowa rura minęła się ze starszymi wynosiła przynajmniej 20 cm. Obecnie system georadarów wielokanałowych zyskuje coraz większą popularnaść przynosi ogromne korzyści w całej Unii Europejskiej:

• Obniżenie o 3 - 5 % kosztów montażu nowych rur gazowych co daje kwotę 40 - 70 mln Euro rocznie.
• Analogiczne obniżenie kosztów dla systemów telekomunikacyj- nych i wodociągowych.
• Oszczędności rzędu 10 % przy wykonywaniu odwiertów podczas wszelkich inwestycji z udziałem GPR.

Wyniki te powodują, że partnerzy projektu oraz Komisja Europejska przeznaczać będą dalsze fundusze w ramach 5 Programu Ramowego. O wszelkich nowościach związanych z projektem GIGA będziemy informować na bieżąco na naszych stronach internetowych.