پژوهشگران آلمانی موفق به توسعه نوعی پارچه الکترونیکی هوشمند شدهاند که میتواند از درون لایههای آسفالت، وضعیت جادهها را بهصورت زنده گزارش دهد.
به گزارش تکناک، این فناوری با هدف نظارت دقیقتر بر سلامت سازههای جادهای طراحی شده و میتواند تحولی بزرگ در مدیریت نگهداری زیرساختهای حملونقل ایجاد کند.تا پیش از این، بررسی وضعیت جادهها معمولاً به مشاهده سطح آسفالت محدود میشد، اما آنچه عمر واقعی یک مسیر را تعیین میکند، لایههای زیرین آن است.
ساختار یک جاده آسفالتی از چندین بخش تشکیل میشود: ابتدا لایه زیرسازی از خاک فشرده، سپس زیراساس از مواد دانهای، بر روی آن لایه پایه از آسفالت سخت و در نهایت لایه سطحی صاف و مقاوم در برابر نفوذ آب قرار دارد. برای ارزیابی سلامت این لایههای پنهان، معمولاً ناچارند مسیر را ببندند و نمونهبرداری هستهای انجام دهند؛ روشی پرهزینه، زمانبر، مخرب و محدود به همان نقطه نمونهگیری.
پارچه هوشمند جدید که توسط دانشمندان مؤسسه تحقیقات چوب Fraunhofer و در قالب پروژه SenAD2 توسعه یافته، پاسخی به همین چالشهاست. این پارچه از الیاف طبیعی کتان بافته شده و در میان آنها، سیمی رسانای بسیار نازک با ضخامت کمتر از یک میلیمتر بهعنوان حسگر کار گذاشته شده است.
تولید این ماده در عرض ۵۰ سانتیمتر و طول دلخواه توسط دستگاه بافندگی دو شمشیری انجام میشود و میتوان آن را بهصورت نوارهای متصل در لایههای زیرین جاده هنگام ساخت نصب کرد. پس از آن، لایه نهایی آسفالت روی پارچه ریخته میشود و تنها بخش انتهایی سیم حسگر در حاشیه جاده برای اتصال به واحد اندازهگیری بیرون میماند.
عملکرد سیستم به این صورت است که با گذشت زمان و ایجاد ترک یا فشار در ساختار آسفالت، پارچه منبسط شده و به سیم حسگر فشار وارد میکند. این فشار موجب تغییر در مقاومت الکتریکی سیم میشود و واحد اندازهگیری، تغییرات را ثبت میکند. دادههای بهدستآمده سپس توسط الگوریتمهای هوش مصنوعی تحلیل میشوند تا میزان آسیب، محل دقیق آن و حتی روند پیشبینیشده تخریب در آینده مشخص شود.
به گفته کریستینا هکستر، پژوهشگر مؤسسه Fraunhofer، هدف اصلی از این فناوری «ایجاد امکان پایش پیوسته وضعیت جادهها و ارائه پیشبینیهای قابلاعتماد برای برنامهریزی بلندمدت تعمیر و نگهداری» است. او تأکید میکند که این سیستم الزاماً عمر فیزیکی جادهها را افزایش نمیدهد، اما باعث میشود مدیران بتوانند پیش از بروز خرابی جدی، اقدامات اصلاحی لازم را انجام دهند.
آزمایشهای اولیه این فناوری در یکی از جادههای صنعتی آلمان در حال انجام است و در صورت موفقیت، میتواند بهعنوان بخشی از استاندارد ساخت جادهها در آینده مورد استفاده قرار گیرد — جادههایی که نهتنها زیر چرخ خودروها، بلکه از درون خود نیز گزارش سلامتشان را ارسال خواهند کرد.
