S obzirom na to da mnogi mostovi širom Sjedinjenih Američkih Država dostižu kraj svog životnog veka, potreba za detaljnim i efikasnim pregledima postaje sve izraženija. Tradicionalne metode ispitivanja, poput ultrazvuka, više nisu dovoljne da odgovore na rastuće zahteve za sigurnošću. Upravo tu dolazi do izražaja 3D skeniranje, tehnologija koja može ubrzati procese inspekcije i učiniti ih preciznijima nego ikada ranije.
3D skeniranje može značajno poboljšati tačnost pregleda (Foto: University of Massachusetts Amherst)
Prema izveštaju Američkog društva građevinskih inženjera (ASCE) iz 2021. godine, čak 42% od ukupno 617.000 mostova u SAD starije je od 50 godina, dok je prosečna starost mostova 44 godine. Dodatno, više od 46.000 mostova klasifikovano je kao strukturno nebezbedno.
Procene pokazuju da su troškovi sanacije mostova dostigli neverovatnih 125 milijardi dolara, a očekuje se da će novi izveštaj za 2025. godinu doneti još alarmantnije podatke.
Oglas
Tradicionalni pregledi se uglavnom fokusiraju na čelične nosače mostova, pri čemu se ultrazvuk koristi za merenje debljine greda i procenu nosivosti konstrukcije. Međutim, ultrazvučne metode često nisu dovoljno pouzdane.
Stručnjaci ističu da i najmanja greška u postavljanju ultrazvučne sonde može dovesti do značajnih odstupanja u rezultatima. Takođe, ovakva vrsta pregleda zahteva direktan kontakt sa strukturom, što može biti otežano i opasno za inspekcijske timove.
Korozija – tihi neprijatelj mostova
Glavni problem kod starenja mostova jeste korozija koja vremenom narušava njihovu nosivost. Profesor građevinskog inženjerstva Simos Gerasimidis sa Univerziteta Masačusets Amherst navodi da je korozija neujednačen proces koji može oslabiti most na različitim mestima, često na način koji je teško predvideti.
Kako bi preciznije analizirali uticaj korozije, istraživači su testirali delove mostova predviđenih za rušenje i dokumentovali oštećenja pomoću ultrazvuka i 3D skeniranja. Upoređujući rezultate, došli su do zaključka da 3D skeniranje može značajno poboljšati tačnost pregleda.
3D skeneri – preciznost i brzina u jednom uređaju
U želji da unapredi procese inspekcije, Gerasimidis je sarađivao sa profesorom Chengbo Ai, stručnjakom za tehnologije skeniranja. Korišćen je napredni bežični 3D skener Artec Leo, sposoban da beleži podatke sa preciznošću od 0,1 milimetra i brzinom do 35 miliona tačaka u sekundi.
Ovaj skener omogućava inspektorima da jednostavno snime detaljnu trodimenzionalnu sliku mosta iz više uglova, bez potrebe za fizičkim kontaktom sa konstrukcijom. Za razliku od ultrazvučnih metoda, koji daju samo pojedinačne podatke, 3D skener generiše "oblake tačaka" koji pružaju mnogo detaljniju sliku stanja mosta.
Napredni softver, poput Artec Studio, koristi veštačku inteligenciju za dodatnu obradu podataka, poboljšanje rezolucije i preciznije određivanje stepena oštećenja.
Ipak, najveći izazov nije samo u skeniranju, već u ispravnoj interpretaciji prikupljenih podataka. Stručnjaci ističu da sirovi podaci sami po sebi nemaju strukturalno značenje - tek nakon obrade moguće je doneti zaključke o ozbiljnosti korozije i preostalom veku trajanja konstrukcije.
Obrada podataka zahteva posebnu obuku inspektora (Foto: University of Massachusetts Amherst)
Primena u realnim uslovima
Prednosti 3D skeniranja u inspekciji mostova već su dokazane u praksi. Na primer, u San Francisku su korišćeni ručni 3D skeneri kako bi se precizno izmerili oštećeni paneli na mostu Richmond-San Rafael.
S obzirom na to da originalni nacrti nisu bili dostupni, bilo je neophodno precizno skenirati svaki od 250 zakivaka po panelu. Zahvaljujući ovoj tehnologiji, novi paneli su izrađeni i ugrađeni u rekordnom roku od osam meseci - čak 75-90% brže nego da su korišćene tradicionalne metode.
U drugom primeru, u Springfildu (Masačusets), inspektori su otkrili oštećenja na gredama mosta preko auto-puta I-91. Umesto da pribegnu klasičnim metodama merenja, Ministarstvo saobraćaja Masačusetsa angažovalo je istraživače sa UMass univerziteta kako bi 3D skenerima detaljno analizirali stanje nosača.
Prikupljeni podaci su zatim korišćeni za kreiranje modela koji je omogućio precizniju procenu strukturne stabilnosti mosta.
Budućnost 3D skeniranja u građevinarstvu
Iako ova tehnologija još uvek nije široko prihvaćena, mnoge savezne države već istražuju njenu primenu. Na primer, u Konektikatu su inženjeri koristili 3D skenere za analizu oštećenog segmenta mosta kako bi precizno utvrdili potrebne mere sanacije.
Uprkos jasnim prednostima, izazov ostaje u tome što je obrada podataka složen proces koji zahteva posebnu obuku inspektora. Keith Gaulin iz Ministarstva saobraćaja Roud Ajlenda ističe da je tehnologija obećavajuća, ali da postoje ograničenja u pogledu njene primene na terenu i obrade podataka nakon skeniranja.
Gerasimidis naglašava da 3D skeneri neće zameniti inspektore, već će im olakšati posao i pomoći u kontroli velikog broja mostova koji čekaju inspekciju. Dodaje da bi građani, kada sledeći put prođu ispod mosta, mogli da obrate pažnju na tragove korozije – jer su ti problemi prisutni svuda oko nas.
Upotreba 3D skenera u inspekciji mostova mogla bi doneti revoluciju u održavanju infrastrukture, omogućavajući brže i preciznije preglede, bolju dokumentaciju i efikasniju sanaciju oštećenja.
