Budownictwo, inżynieria, nauka czy wojskowość – to tylko niektóre z dziedzin wykorzystujących georadary. Co należy wiedzieć o tych urządzeniach?
Chociaż badania georadarowe w branży budowlanej są często uznawane za nowoczesną technologię, to pierwsze urządzenia tego typu powstały już na początku ubiegłego wieku. Pionierami badań z ich wykorzystaniem byli niemieccy naukowcy, którzy z początku używali ich do poszukiwań zakopanych w ziemi przedmiotów. Następnie zakres zastosowań georadarów poszerzył się o glacjologię (badania lodowców), geologię (przede wszystkim badania wysadów solnych) oraz inżynierię (inspekcje tuneli podziemnych).
Następne lata przynosiły ciągły rozwój technologii georadarowej i, co za tym idzie, kolejne możliwości ich użycia. Dziś urządzenia te są szeroko wykorzystywane w różnych dziedzinach – od budownictwa i inżynierii, aż po kryminologię. O tym, jak działają georadary i kiedy warto je stosować piszemy w nowym artykule. Wyjaśniamy też, na co zwrócić uwagę przy wyborze sprzętu do profesjonalnych zastosowań.
Jak działa georadar?
Zasada działania georadaru w gruncie rzeczy jest bardzo podobna do zwykłego radaru używanego np. w lotnictwie i wojskowości. Działanie tego typu radarów opiera się na monocyklach sinusoidalnych o długości półtora okresu. Georadary jednokanałowe, w zależności od zasady działania, występują w dwóch wariantach:
- bistatycznym: cały układ składa się z dwóch anten, z których jednak odpowiada za wysyłanie sygnału, a druga – za odbiór (kolejno nadawcza i odbiorcza).
- monostatycznym: wyposażone w jedną antenę nadawczo-odbiorczą, która zarówno wysyła, jak i odbiera sygnały.
Poza antenami, w skład zestawu wchodzi też układ sterujący sygnałem (jednostka centralna) oraz rejestrator. Sygnały nadawane przez antenę penetrują badane podłoże, a po trafieniu na przeszkodę odbijają się i wracają do radaru. Pozyskane w ten sposób dane są następnie przetwarzane, dzięki czemu operator pozyskuje obraz gruntu. Nowoczesne modele, takie jak georadar GP8000, są montowane na zdalnie sterowanych, samobieżnych wózkach. Takie rozwiązanie umożliwia prowadzenie badań nawet w trudno dostępnych lub niebezpiecznych miejscach.
Georadar – zastosowanie
Jak wspomnieliśmy już na początku artykułu, georadary są szeroko wykorzystywane w różnych gałęziach przemysłu. Do najważniejszych zastosowań tej technologii należy zaliczyć:
- budownictwo: do prac przygotowawczych przed rozpoczęciem budowy oraz inwentaryzacji (więcej na temat tych zastosowań piszemy w kolejnym akapicie);
- inżynieria lądowa: do badań stanu technicznego mostów, wiaduktów i innych obiektów;
- wojskowość: do wykrywania niewybuchów oraz badań gruntu prowadzonych przed wykonaniem umocnień;
- kryminalistyka: do poszukiwań zakopanych zwłok lub dowodów;
- nauka: przede wszystkim glacjologia i geologia.
Georadar w budownictwie
Budownictwo należy do dziedzin, w których georadary są najszerzej rozpowszechnione. Sprzęt tego typu jest niezbędnym wyposażeniem na etapie prac przygotowawczych. Pozwala na precyzyjne określenie przebiegu poszczególnych instalacji, struktury gruntu i położenia ewentualnych przeszkód takich jak podziemne cieki. Dzięki georadarom dużo wydajniejsze są również kontrole oraz inwentaryzacje. Urządzenia umożliwiają bezinwazyjne wykrycie defektów zlokalizowanych w głębokich warstwach materiału.
Jak wybrać georadar?
Skuteczność i miarodajność badań prowadzonych z użyciem georadaru w największej mierze zależy od jego jakości oraz funkcjonalności. Kupując tego typu sprzęt, szczególną uwagę zwróćmy na zgodność z normami (najważniejsze to EN 302066-ETSI, AASHTO R37-04, ACI 228.2R.98, ASTM D4748-10, ASTM D6087-08 oraz ASTM D6432-11).
Ważnym parametrem jest szerokość pasma, w której pracuje dany model. Najlepsze georadary działają w zakresie częstotliwości od zakresie od 0,2 GHz do 4,0 GHz, dzięki czemu możliwe jest wykonywanie precyzyjnych skanów na głębokość nawet kilkudziesięciu centymetrów. Duże znaczenie ma też liczba anten. Urządzenia wyposażone w bloki anten pozwalają na skanowanie liniowe na odcinkach długości rzędu nawet kilometra lub obszarowych na powierzchni do 100 metrów kwadratowych.
Z punktu widzenia funkcjonalności georadaru znaczenie ma jego kompatybilność z nowymi technologiami. Moduł Wi-Fi nie tylko umożliwia zdalne sterowanie za pomocą tabletu, ale też bezprzewodowy eksport danych do zewnętrznych urządzeń. Stopniowo rośnie też znaczenie rozszerzonej rzeczywistości – na dużą skalę wykorzystuje ją model GP8100.