Роботы в борьбе с коррозией

Безопасная эксплуатация мостов старой постройки может стать серьезной проблемой, так как соли и углекислый газ постепенно уничтожают железобетон. Новый робот сможет теперь проверять состояние этих структур, даже в тех местах, до которых люди не могут добраться.

Коррозия происходит, когда соль, которую используют для борьбы с обледенением, проникает внутрь железобетонных конструкций и разрушает арматурную сталь или когда углекислый газ из атмосферы снижает прочность бетона. Разрушения с течением времени увеличиваются и часто видны только в стадии серьезного повреждения. В долгосрочной перспективе, это может поставить под угрозу эксплуатацию мостов и других несущих конструкций из железобетона. Кроме того, восстановление этих мостов очень дорого, чем больше ущерб от коррозии, тем дороже ремонтные работы.

Именно поэтому профессор Elsener и команда исследователей из Швейцарии 25 лет назад разработали технологию для определения коррозии на ранней стадии. Электрод прикрепляется к колесу, которое прокатывается по всей поверхности железобетона. Датчик измеряет электрический потенциал на поверхности железобетона, большие различия свидетельствуют о начале коррозии в этих областях. Данные передаются в компьютер, а затем анализируются.

Эта технология с измерением потенциалов успешно используется в течение длительного времени при инспекции мостов, говорит Elsener. Но осталась одна проблема: "Колесо с прикрепленным электродом нужно было крутить вручную. Это означает, что многие области, такие как опорные столбы и нижние стороны высоких мостов находятся вне досягаемости".

Чтобы решить эту проблему, Институт строительных материалов объединил усилия с Институтом робототехники и интеллектуальных систем из Швейцарии. Была создана группа для разработки робота, который может обнаруживать коррозию в любых местах, недоступных для людей и на самой ранней стадии. Исследователям не пришлось долго искать решения: "Студенты в одном из прежних проектов разработали четыре года назад робота, который может двигаться не только на земле, но и вдоль стен и на потолке. Эти возможности сделали его идеальным для нашего проекта "- , объясняет Roland Siegwart, профессор Института робототехники и интеллектуальных систем.

Перемещение робота основано на использовании технологии Vortex. Что-то типа воздушного винта прикреплено к нижней части робота. Достаточно быстрое вращение винта создает эффект подвижный присоски, достаточной для удерживания робота на стене и потолке, где он может использовать свои колеса для перемещения по поверхности. Робот управляется с помощью пульта дистанционного управления или компьютера.

"Робот изначально назывался Paraswift и был разработан для использования с камерой, позволяющей легко снять комнату со всех точек зрения", объясняет Siegwart. Для нового проекта робота переименовали в C2D2 (Верхолазное устройство для выявления коррозии - Climbing Corrosion Detecting Device) и модифицировали для использования в качестве детектора коррозии: "Мы сделали корпус и колеса более прочными и добавили технологию идентификации коррозии", объясняет Elsener, руководитель проекта.

Электрод расположенный в нижней части робота измеряет разность потенциалов армированного бетона, а робот перемещается по поверхности. Специалисты затем анализируют собранные данные. К роботу приладили розовый шар, чтобы проще было контролировать его местонахождение. Этот шар содержит дополнительную камеру, которая фиксирует окружающую обстановку и позволяет роботу избежать столкновений с препятствиями.

Успешные первоначальные тесты
Разработчики надеются, что к завершению проекта в середине 2015 года, робот сможет определять и преодолевать такие препятствия самостоятельно. Исследователи также намерены перевести робота с ручного управления на использование навигационной системы, которая сделает робот автономным. В настоящее время они работают над программой, которая будет анализировать значительную часть данных.Робот C2D2 выиграл 13 июня 2014 года награду в категории "Продление срока службы" на международной конференции Concrete Innovation Conference, впервые проведенной в этом году.