Monitorering av infrastruktur minskar underhållskostnaderna

En bro som byggdes för 50 år sedan har inte nödvändigtvis samma prestanda idag som då. Alla material degraderar med tiden, samtidigt som externa påfrestningar från till exempel väder och vind kan påskynda processen ytterligare. Större trafikmängder över tid kan dessutom medföra att bron belastas högre än vad den från början var dimensionerad för.

– Samma princip gäller för all typ av infrastruktur. Det innebär att det är jätteviktigt att ha koll på detta av säkerhetsskäl – men också för att det kan spara stora pengar i underhållskostnader. Med hjälp av kontinuerlig övervakning får man ett bra underlag för om den befintliga strukturen kan fortsätta användas precis som den är eller om den måste förstärkas eller ersättas, säger Natalie Williams Portal, doktor i konstruktionsteknik och forskare inom material och konstruktion hos RISE.

Sensorer ger större exakthet

Det vanligaste sättet att komma fram till kvarvarande kapacitet och bärförmåga är genom olika typer av beräkningar. Men genom att använda sig av monitorering med hjälp av sensorer kan man få en mycket mer exakt bild av nuvarande belastning och hur strukturen påverkas av olika typer av påfrestningar. Det gör att man kan gå in med rätt åtgärd vid rätt tidpunkt. Kanske räcker det med mindre förstärkningar i stället för att helt byta ut den gamla strukturen mot en ny.

– I dagsläget finns en viss tröskel eftersom det inte är alldeles enkelt och man behöver ta hjälp av experter. Men det är värt det. Många har nog inte förstått hur oerhört mycket tid och pengar man kan spara genom monitorering på det här viset, säger Natalie Williams Portal.

Brett användningsområde

I vissa länder som Spanien är det redan vanligt att använda övervakning med sensorer på till exempel broar. Men användningsområdena är många fler – hamnar, vägar och infrastruktur under mark är bara några exempel. RISE är involverade i flera sådana forskningsprojekt kopplade till både akademi och industri.

För närvarande forskar Natalie bland annat kring fältmätning och validering av en innovativ typ av bergankarsystem som ska användas för större landbaserade vindkraftverk i Sverige.

– Bergankarsystemet består av höghållfast stålplåt, där vi installerar fiberoptiska sensorer längs bergankaret som sedan gjuts in i ett borrhål i berg med ett hållbart injekteringsbruk. Syftet är att kunna mäta bland annat töjningar under belastning och även efteråt. Vi har installerat bergankarsystemet i fält på två olika platser på västkusten och kommer under hösten 2023 utföra mätning för att därmed kunna verifiera bland annat design och prestanda, berättar Natalie Williams Portal.

Går att installera i efterhand

Även om det är enklare att som i det här fallet installera sensorer redan från början, går det alldeles utmärkt att göra det i efterhand också.

– Ett exempel på det är ett projekt tillsammans med bland annat Varbergs stad, där vi tittar på ett antal gång- och cykelviadukter. Staden är inne i en intensiv utvecklingsfas och behöver undersöka om dessa är dimensionerade för de ökade belastningar de kommer att få under konstruktionsfasen. Och då är monitorering med hjälp av sensorer ett utmärkt verktyg för att verifiera belastningar och konstruktionens prestanda, säger Natalie Williams Portal.