Smart, selvforsynende plaster skal gøre op med rust-regning på 17 billioner kr.
Regningen for korrosion løber årligt op i ca. 3 pct. af bruttoverdensproduktet, BVP, og der er derfor et stigende internationalt fokus på monitorering af infrastruktursprojekter. Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet, er i færd med at udvikle et smart plaster, der kan skære en stor del af rust-regningen.
I august 2018 kollapsede den 1.182 meter lange og 45 meter høje bro Ponte Morandi i Norditalien. 43 mennesker døde, 600 mistede deres hjem og Italiens stolte ingeniørvidenskabelige renommé led et eftertrykkeligt knæk.
Og selv om den præcise årsag til kollapset endnu ikke er kendt, har efterforskere fundet beviser for, at korrosion og manglende strukturelt vedligehold var årsagen til den tragiske begivenhed.
Sagen om Ponte Morandi er desværre ikke unik, og korrosion kan derfor være en stor sikkerhedsrisiko i konstruktioner verden over, hvis det ikke behandles og overvåges korrekt. Men på trods af store, globale udfordringer med korrosion i alverdens armerede betonkonstruktioner, er der i dag ganske få muligheder for rent faktisk at monitorere problemet: Sensorerne, der den dag i dag benyttes til rust-monitorering, giver blot vejledende målinger, som kan være fejlbehæftede, og beror samtidig på et halvt århundrede gammel, langsom og energikrævende teknologi, der koster op mod 5.000 euro pr. målepunkt.
Det vil forskere fra Aarhus Universitet gøre op med, og i et projektsamarbejde med tech-service-virksomheden FORCE Technology er man derfor i gang med at udvikle en helt ny, intelligent og energi-selvforsynende sensor:
”Formålet er at udvikle en form for sensorplaster, der påsættes armeringen og støbes med ind i betonkonstruktionen. Sensoren og grænsefladeelektronikken drives ved hjælp af energihøstende teknologier for at sikre kontinuerlig overvågning af stålets tilstand,” siger Jaamac Hassan Hire, der er erhvervs-ph.d.-studerende på projektet.
(Artiklen fortsætter under billedet)
Ponte Morandi, Norditalien, efter kollapset. 43 mennesker døde, 600 mistede deres hjem. Korrosion var en vægtig årsag til tragedien. Foto: Wikimedia Commons.
Data sendes derefter til en central computer, hvor det bliver behandlet. Projektet, som går under navnet DIGIMON, ledes af lektor Farshad Moradi, Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet:
”Med projektet vil vi bruge ultralydsbølger, der genereres lokalt i en energi-selvforsynende sensor inde i betonen til at overvåge korrosion. Vi ønsker at være blandt de første - sandsynligvis de første nogensinde - til at udvikle en sådan selvforsynende korrosionssensor,” tilføjer Farshad Moradi.
Projektet er støttet af Innovationsfonden som et samarbejde mellem ICELab på Aarhus Universitet og IdemoLab hos FORCE Technology.
”Vi er glade for at tage del i dette projekt. Vi arbejder med monitorering i dag, og vi ser et stort potentiale i kontinuerligt at kunne overvåge store konstruktioner - selv i barske miljøer - da det vil give os et klarere billede af deres tilstand. DIGIMON er et fantastisk eksempel på mobil og energieffektiv moderne teknologi, der er helt i front af den teknologiske revolution, og jeg håber, at det kan være med til at gøre konstruktioner mere sikre i fremtiden,” siger Morten Wagner, afdelingsleder ved FORCE Technology.
(Artiklen fortsætter under billedet)
Morten Wagner (tv), afdelingsleder ved FORCE Technology, og Jaamac Hassan Hire (th), Erhvervs-ph.d.-studerende ved Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet. Foto: FORCE Technology.
Globalt er korrosion et kæmpe problem. Det anslås at koste ca. 2,5 billioner dollars (ca. 17 billioner kr.) årligt at afhjælpe rustproblemer, og det udgør dermed omkring 3 pct. af BVP, som er hele verdens brutto-”national”-produkt.
Men det er ikke til at komme uden om rust. Det hårde, marine miljø som eksempelvis store, stålarmerede brokonstruktioner udsættes for, skaber en spontan, elektrokemisk proces, der kaldes oxidering.
Problemet har fået stigende internationalt fokus og skabt et enormt behov for øget monitorering af nyopført infrastruktur.
"Det er ekstremt interessant at arbejde på dette projekt. Sundhedsovervågning af konstruktioner er en ny og forbedret måde at udføre traditionelle ikke-destruktive tests. Det involverer sensorintegration, smarte materialer, dataoverførsel og -behandling, og det har i øjeblikket stor teknisk og videnskabelig bevågenhed, fordi strukturel integritet, sikkerhed, planlægning af reparationsarbejder og de dertil knyttede omkostninger er blevet et fokusområde for ejere. Vi håber, at vi med dette projekt kan begynde at anvende teknologien i industrien, hvilket vil komme samfundet til gode både hvad angår sikkerhed og økonomi,” siger Jaamac Hassan Hire.
Kontakt
Lektor Farshad Moradi
Mail: moradi@eng.au.dk
Tel: +4541893344
Ph.d.-studerende Jaamac Hassan Hire
Mail: jhh@eng.au.dk
Tel: +4543251107