Rasmus Hvidberg, master-studerende ved DTU Fotonik, analyserer speckle-mønstre på overfladen af is, for at regne ud, hvornår isen begynder at smelte. Foto: Jesper Scheel.

Studenterprojekt kan forbedre is-varsler på Storebælt

onsdag 03 mar 21

Kontakt

Kontakt

Michael Linde Jakobsen
Seniorforsker
DTU Fotonik
46 77 45 56

Studerende har fundet ny metode, der ved hjælp af laserteknologi kan afgøre, hvornår is på Storebæltsbroen smelter. Resultatet kan bidrage til at reducere risiko for lukninger af broen.

Når temperaturerne når ned under nul grader i Danmark, kan der opstå overisning på Storebæltsforbindelsens hængebro. Når temperaturerne igen kommer over frysepunktet, og isen begynder at smelte, kan isklumperne (målt op til syv kilo) risikere at blive farlige, hvis de falder ned på kørebanen. Selv hvis de bare rammer vejen, kan det gøre trafikanterne så forskrækkede, at det kan føre til gener og uheld. Det kræver dog en helt særlig kombination af temperaturændringer inden for kort tid – og sker heldigvis ikke særlig ofte.

Men når der er risiko for isnedfald på kørebanen, lukker Storebæltsforbindelsen af for trafikken. Næst efter vind, er nedfald af isklumper årsag til flest timers lukning af broen.

”Vi lukker for en sikkerheds skyld. Det kan være til stor frustration for alle trafikanterne, men vi tager ingen chancer med sikkerheden,” siger Jesper Brink, der er driftsleder ved A/S Storebælt, og fortsætter:

”Vi vil gerne vide langt mere præcist, hvornår isklumperne begynder at smelte, så vi med større nøjagtighed kan forudsige, hvornår det er nødvendigt at lukke broen”

A/S Storebælt, der driver Storebæltsforbindelsen, bruger i dag forskellige former for sensorer, herunder inspektionskameraer, til visuelt at vurdere faren for isfald. Men med disse metoder kan det være meget svært at give en præcis risikovurdering for nedfald af is.   

"Det var muligheden for at arbejde på et konkret og reelt problem, som ingen andre har undersøgt før, der virkelig fangede mig"
Rasmus Hvidberg, master-studerende, DTU Fotonik

Netop det problem har master-studerende ved DTU Fotonik Rasmus Hvidberg arbejdet på at løse:

”Jeg har gennemført et projekt, hvor jeg analyserede såkaldte speckle-mønstre, der opstår på overfladen af is, når man belyser det med en laser. Jeg undersøgte, hvordan speckle-mønstrene ændrer sig, når isen smelter. Ved at analysere en stor mængde data kunne jeg ganske præcist finde ud af, hvornår isen begynder at smelte,” siger han. 

Metoden giver en øjeblikkelig indikation af, hvornår de allerførste iskrystaller begynder at smelte - også selvom smelteprocessen starter helt inde ved stålwiren.  

Rasmus Hvidbergs projekt var et bachelorprojekt, som A/S Storebælt havde udformet sammen med DTU Fotonik-vejleder Michael Linde Jakobsen, seniorforsker ved DTU Fotonik, og Thim Nørgaard Andersen, der er lysingeniør ved den rådgivende ingeniørvirksomhed Light Bureau.

Thim fortæller om projektet:

”Rasmus har lavet et forbilledligt stykke arbejde, og det er en fornøjelse, at der er så højt et niveau blandt de studerende. Rasmus’ resultater har hjulpet os med at afklare, at det princip vi havde tænkt, faktisk kan bruges i praksis. Derfor er vi nu, i samarbejde med A/S Storebælt, ved at søge finansiering til den udvikling, der fortsat skal til, før sensorerne er klar til at blive installeret på Storebæltsbroen.

Foto: Jesper Scheel
Til venstre ses et stykke af den samme type kabel, som holder kørebanen på Storebæltsbroen oppe. Inderst ses overskårne stålwires, som er samlet til de stærke kabler, der holder Storebæltsbroens kørebane oppe. Den yderste sorte ring er isoleringsmateriale, der beskytter mod vind og vejr. Til højre ses en isklump på omkring ét kilogram.

Bachelorprojekt gav Rasmus interessen for fotonik
Det lå dog ikke umiddelbart i kortene, at Rasmus Hvidberg skulle komme til at bane vejen for denne nye laser-løsning. Han studerede nemlig på en helt anden uddannelsesretning på DTU:

”På Geofysik og Rumteknologi, hvor jeg læste før, har jeg fået et indblik i problemstillingerne omkring kommunikation i rummet. Det har inspireret mig til at tænke over, hvordan man kan bruge optiske sensorer til at løse alverdens problemer,” siger han og fortsætter:

”Men det var muligheden for at arbejde på et konkret og reelt problem, som ingen andre har undersøgt før, der virkelig fangede mig. At være den første, der står og "leger" med nye idéer og undersøger dem, synes jeg er enormt spændende.”

Bachelorprojektet fik Rasmus Hvidberg til at skifte uddannelsesspor:

”Jeg fik et lille indblik i alt det potentiale som lys har. Det vækkede min nysgerrighed.”

Rasmus Hvidberg studerer i dag på DTU’s kandidatuddannelse i fotonik, hvor der arbejdes med de fleste teknologier, som i dag er baseret på lys. Det spænder over alle de typer af lys vi f.eks. kender som ultravioletlys (UV), synligt lys, infrarødt lys og sågar terahertz:

”Jeg synes fotonik er meget interessant, da det viser sig, at lys stort set kan bruges inden for alle områder: Sundhedsteknologi, kommunikationsteknologi, kvanteteknologi og mange af de teknologier, der gør verden mere bæredygtig. At det har så meget potentiale, sammensat med at jeg har mulighed for at studere og arbejde på den måde, jeg selv godt kan lide, er en god kombination for mig,” siger Rasmus Hvidberg.

Rasmus Hvidberg er netop gået i gang med et specialprojekt, hvor han sammen med sin tidligere bachelorvejleder, seniorforsker ved DTU Fotonik Michael Linde Jakobsen, skal arbejde videre med speckle-mønstrene, og planen er, at det skal ende med en videnskabelig artikel.