مهندسان چندین سنسور پیشرفته را آزمایش کرده اند که می توانند هم فشار، دما، حرکت و هم نشت لوله ها را به صورت یکپارچه اندازه گیری کنند. این سنسورها در امتداد 12 متر (40 foot) از خطوط لوله مقاوم در برابر خطر نصب شده اند و برای عملکرد در صورت شکستگی گسل زلزله مورد آزمایش قرار گرفته اند. نتایج این آزمایش می تواند پیامدهای بزرگی برای برنامه ریزان و رهبران شهری داشته باشد.
مانند بسیاری از دستگاه های خانگی امروز، زیرساخت های مدرن در حال توانمند شدن جهت جمع آوری و تغییر داده های ارزشمند به وسیله دستگاه های بی سیم هستند. دستگاه های بی سیمی که سالم بودن ساختمان ها و پل ها را پایش می کنند. اما سیستم های بی سیم برای زیرساخت های زیرزمینی، مانند خطوط لوله های گاز جهت آزمایش کردن در محل بسیار دشوار هستند، به ویژه در حوادث و رویدادهای نادر و شدید مانند زمین لرزه این کار سخت تر می شود.
مهندسین در خطوط ژئوتکنیک کرنل (Cornell) که آزمایشاتی در مقیاس های بزرگ انجام می دهند، برای تغییر این موضوع از چندین سنسور پیشرفته توسعه یافته توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی و دانشگاه کمبریج؛ مرکز زیرساخت ها و ساخت و سازهای هوشمند، جهت آزمایش در این خطوط استفاده کردند. سنسورهایی که می توانند به طور مجموع فشار، دما، حرکت و نشت را اندازه گیری کنند.
خط لوله ای که به نوبه خود نوآورآنه است، توسط شرکت IPEX با استفاده از مواد پلی وینیل کلرید مولکولی گرا، جهت مقاومت در برابر کشش، خمش و فشار هنگام تغییر شکل شدید زمین شبیه آنچه در طول زلزله، سیل و فعالیت های مربوط به ساخت و ساز رخ می دهد، طراحی شده است. مهندسین از اوکلند، کالیفرنیا، ونکوور و بریتیش کلمبیا، به ایتاکا سفر کردند تا شاهد آزمایش لوله در یک شکست شبیه سازی شده گسل، در حالی که در داخل یک سیستم هیدرولیکی با 80 تن دفن شده است، باشند.
این آزمایش اولین به کار گیری سنسورهای پیشرفته بود که برای پایش زیرساخت های دفن شده استفاده شد و نگاه بی سابقه ای به توانایی لوله ها در تغییر طول، کشش و همچنین خم شدن آن در حالی که در معرض شکست زمین قرار داشت، انداخته شد.
پل هوشمند برای دوچرخه سواری در شیکاگو
براد هام (Brad Wham) یک مهندس ژئوتکنیک در کرنل در مورد این آزمایش گفت: «این عملکرد فوق العاده بود، واقعا خوب بود، و توانست با 50 درصد تغییرات زمین خود را تطبیق دهد. آخرین طراحی بر مبنای تغییرات Cornell از آزمایش ما چهار سال پیش پیشنهاد شده است. سنسورها مورد توجه آن دسته از مهندسین شهرداری که به روش های جدیدی برای نظارت برعملکرد زیرساخت های زیرزمینی نیاز دارند، می باشند. به این ترتیب که شهرها از فناوری سنسورها استفاده می کنند، اطلاعات بیشتری نه فقط در مورد زیرساخت ها بلکه در زمینه محیط شهری نیز به وسیله سنسورها به دست خواهند آورد، وجود خواهد داشت.»
تام اووروک (Tom O'Rourke) استاد مهندسی عمران و محیط زیست و همچنین پژوهشگر اصلی پروژه تحقیقاتی گفت: « شما می توانید از منابع نشست و خوردگی که بر ساختارهای دیگر تاثیر می گذارند یا در مورد توزیع جغرافیایی زمین لرزه، خسارات ناشی از طوفان، اطلاعات به دست بیاورید که به شما اجازه می دهد جهت پاسخ های اضطراری در این مواقع تصمیم گیری بهتری انجام دهید».
این آزمایش همچنین ثابت کرد که حسگرها بازخورد ارزشمند برای شرکت هایی مانند IPEX ارائه می دهند که قصد دارند مهندسی را در پس محصولات جدید پیش ببرند وعملکرد سیستم ها را بهبود ببخشند.
او رووک (O'Rourke) گفت: «این کار در مورد داشتن یک بازخورد و بینش یا درک از سیستم های خطوط زیرزمینی مانند منابع آب برق و مخابرات است که خدمات و منابع یک شهر مدرن را فراهم می کنند. وی افزود: «برای من بسیار روشن است که ظرف 20 آینده سال این درک و بینش در هر جنبه ای از زیرساخت ها یکپارچه و عملی خواهد شد.»
کنیچی سوگا (Kenichi Soga) استاد برکلی و محقق اصلی برای تیم های برکلی و کمبریج، در این باره گفت: «چشم انداز ما این است که زیرساخت های آینده درک و سازگاری با تغییرات محیطی را همراه خودشان به دنبال دارند. فن آوری های سنسور که به سرعت توسعه یافته اند و داده ها را تجزیه و تحلیل می کنند، به ما فرصتی برای این اتفاق میدهند.
هام (Wham) گفت: تیم تحقیق در حال حفاری خط لوله و تجزیه و تحلیل مقدار زیادی از داده ها جمع آوری شده توسط سنسورها هستند. « این یک بازی در حال تغییر است.» هام اضافه کرد، برخی از دستگاه ها قادرند هزار اندازه در هر ثانیه ضبط کنند. ما اکنون برای بسیاری از اندازه گیری ها، اطلاعات موجود در این زمینه را داریم که قبلا غیر قابل دسترس بود.
