WETENSCHAP | Sensoren om lawines te meten

Sensoren die in een lawine worden ingezet om meer inzichten te verzamelen over het ontstaan en de werking lawines om zodoende veiligheid op dit gebied verder te vergroten. Dat is zo’n beetje het doel van een wetenschappelijke onderzoek dat diverse Oostenrijkse onderzoeksbureaus hiermee hebben. Daarvoor wordt samengewerkt met het skigebied Nordkette.

Computersimulaties

De sensoren zijn een aanvulling op de onderzoeken die nu al uitgevoerd worden, namelijk labaratoriumonderzoeken en computersimulaties. De onderzoekers richten zich niet zozeer op de grote, catastrofale lawines, maar meer op de kleinere. De sensoren worden in eerste instantie ingezet om de computersimulaties verder te verbeteren. Zo willen ze bijvoorbeeld beter inzicht krijgen waar slachtoffers zijn begraven als er zich een lawine voordoet. Hierbij wordt samengewerkt met onder meer de Universiteit van Innsbruck en de TU van Berlijn.

Sensoren

“De sensortechnologie die we gebruiken is vergelijkbaar met die in een geavanceerde smartphone. Deze omvatten elementen voor nauwkeurige positionering met behulp van satellietnavigatiesystemen, versnellingsmeters of gyroscopen die de positie van de sensormodules in de ruimte bepalen, of sensoren die de temperatuurontwikkeling nauwkeurig kunnen meten”, zo zeggen de onderzoekers.

Connectiviteit

Een van de belangrijkste punten is connectiviteit. De sensorunits moeten niet alleen in staat zijn om contact te leggen met meetpunten buiten de lawines, maar ook met hun tegenhangers binnen de bewegende sneeuwmassa. Verschillende sensoreenheden moeten een gemeenschappelijk netwerk vormen en continu hun relatieve posities bepalen door middel van radioafstandsmeting. De sensoren en elektronica zijn verpakt in stevige omhulsels die bestand moeten zijn tegen de extreme omstandigheden binnen de lawines. Op het moment dat zich een lawine voordoet zullen de sensoren ook bestand moeten zijn tegen de extreem chaotische bewegingen. “Ze draaien, raken rotsen, bewegen op het oppervlak of worden diep in de lawine begraven. Het begrijpen van deze bewegingen is relatief moeilijk en vereist een geavanceerde koppeling van de sensorgegevens”, benadrukt het onderzoeksteam. Het project onderzoekt onder andere het gebruik van eigen machine learning-algoritmen die de complexe gegevens vereenvoudigen, analyseren en filteren.

Inverse segregatie

Uit de opeenvolging van bewegingen kunnen uiteindelijk een aantal interne eigenschappen van lawines worden afgeleid. Dit omvat bijvoorbeeld het fenomeen dat de de onderzoekers “inverse segregatie” noemen. De term verwijst naar de vorming van sneeuwdeeltjes of klonten van verschillende grootte, waarbij de grotere delen de neiging hebben om met de beweging mee te sorteren – een fenomeen dat ook wordt gebruikt door lawineairbags. Hieronder wordt dit uitgelegd:

Lastig

“De daadwerkelijke beweging van de sneeuwformaties binnen de lawine hangt van veel factoren af. Dit omvat niet alleen de grootte van de onderdelen, maar ook hun dichtheid en exacte vorm”, legt de onderzoeker uit. “We willen uitzoeken hoe deze eigenschappen de stroming van sneeuwdeeltjes in de lawine beïnvloeden en bepalen.” Dit onderzoek is onder andere gebaseerd op laboratoriumexperimenten, waarbij het al heel goed mogelijk is geweest om heel goed aan te tonen hoe de vormen en maten van de compacte sneeuwdelen binnen de lawines überhaupt ontstaan. De inzichten in de werking van lawines die de onderzoekers in hun project creëren, zullen uiteindelijk ook deel gaan uitmaken van een nieuwe simulatietool die vrij beschikbaar zal zijn voor de wetenschappelijke gemeenschap. Deze tool moet dan ook in staat zijn om de vorming en beweging van de deeltjes met hoge nauwkeurigheid in kaart te brengen.

Noordkette

Natuurlijk voorkomende lawines zijn zeldzaam en moeilijk waar te nemen. Het is daarom een uitdaging om verschillende lawines met vergelijkbare omstandigheden te vinden en reproduceerbare resultaten te bereiken. De onderzoekers uit Innsbruck werken daarom samen met het skigebied Nordkette, waar regelmatig lawines worden opgewekt, wanneer de sneeuwcondities het toelaten om zo vergelijkbare resultaten te bereiken.

Bron: tirol.ORF.at | Hoofdfoto: Pixabay