Студенты НГТУ НЭТИ разрабатывают программно-аппаратный комплекс для контроля глубины промерзания грунта

В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разрабатывают устройство определения глубины промерзания грунта у строений, возведенных в зоне вечной мерзлоты. Проект получил поддержку в размере 1 млн рублей в рамках конкурса «Студенческий стартап».

Ранее считалось, что вечная мерзлота является неизменной, однако изменение климата приводит к тому, что мерзлые грунты перестают быть «вечными», а граница их залегания сдвигается в сторону более холодных (северных) территорий. Ранние нормы строительства для северных регионов не учитывали потепление климата, что привело к проблеме, которая заключается в деформации фундамента, погружении свай в грунт за счет рамораживания почвы. Неравномерное подтаивание приводит к разрушению строения.

Как отмечает научный руководитель команды разработчиков, старший преподаватель кафедры конструирования и технологии радиоэлектронных средств НГТУ НЭТИ Алексей Бизяев, для предупреждения разрушений, вызванных подтаиванием грунта, фундамент пытаются подмораживать специальными колонками, которые опускаются в грунт и подключаются к холодильным установкам. Такой процесс замораживания необходимо контролировать с помощью термодатчиков. Однако скорость смещения пояса вечной мерзлоты на север требует автоматизации мониторинга глубины промерзания. Если вовремя не отреагировать на подтаивание грунта, это может привести к разрушению строений и стать причиной экологических катастроф. 

Для решения этой проблемы студенты факультета радиотехники и электроники НГТУ НЭТИ создают аппаратно-программный комплекс, который в автоматическом режиме собирает данные с термодатчиков, погруженных на разную глубину скважины с замораживающей колонкой, и в экстренной ситуации включает холодильную установку. Ранее проведенные студентами исследования показали, что приближение к экстренному уровню у каждого строения уникально и зависит от множества факторов. Поэтому комплекс также планируется оснастить датчиками деформации, которые позволят проводить научные исследования в поиске этого уровня, опираясь на деформационные характеристики строения. А саму идею оснащения системы датчиками деформации планируется запатентовать — она позволит более эффективно использовать холодильную установку, сокращая расходы на энергопотребление. 

Конструкцию и программное обеспечение планируется изготовить таким образом, чтобы изделие было универсальным и могло использоваться для автоматизированного обогрева помещений, таких как детские сады, школы, больницы, где в разное время суток температура может задаваться с помощью настроек в программном обеспечении. 

Прототип изделия уже изготовлен, сейчас студенты планируют адаптировать к морозам электронный блок и рассматривают возможность подключения к возобновляемым источникам энергии. 

Проект вошел в число победителей конкурса «Студенческий стартап» Фонда содействия инновациям. Команда проекта получила грантовую поддержку в размере 1 млн рублей на реализацию своего стартапа.