Uusi mittausteknologia avaa näkymän rakenteiden sisään

Uusi mittausteknologia avaa näkymän rakenteiden sisään

Energiatekniikan diplomi-insinööri Janne Liponen ja toimitusjohtaja Marko Oikarinen kertovat, miten materiaalit saadaan puhumaan.

Uusi mittausteknologia avaa näkymän rakenteiden sisään

Suomalainen startup-yritys Mato Engineering Oy on kehittänyt mittausteknologian, johon perustuvilla antureilla voidaan seurata olosuhteita rakenteissa, betonivaluissa ja esimerkiksi asfaltin pinnalla.

Teksti Timo Hämäläinen  Kuva Joona Raevuori

Mittausteknologia perustuu elektroniikan ja materiaalitekniikan yhdistelmään. Tekniikka tarjoaa uudenlaisen lähestymistavan mittaamiseen, sanoo Mato Engineering Oy:n toimitusjohtaja Marko Oikarinen.

Antureilla voidaan mitata kosteutta ja lämpötilaa rakenteiden sisällä. Asfalttiin asennetulla anturilla voidaan puolestaan tutkia tienpinnan jäätymistä.

– Anturit ovat rakenteeltaan hyvin kestäviä. Ne eivät menetä mittauskykyään, vaikka ne välillä uisivat vedessä. Alkalinen ympäristökään ei juuri vaikuta mittaustuloksiin. Anturit asennetaan rakenteiden sisään, joten inhimilliset virheet eivät pääse vaikuttamaan tuloksiin, Oikarinen toteaa

Teknologian kehittäminen ja pilotoiminen valmiiksi tuotteiksi on kestänyt nelisen vuotta. Oikarinen odottaa, että anturit tulevat saamaan merkittävän osan kestävässä rakentamisessa.

Neljästä erilaisesta anturista kaksi, MATOlog CURE ja MATOlog BOX, tulevat markkinoille joulukuussa. Tien pinnan jäätymisestä varoittava ROAD-anturi ja tulvavaarasta hälyttävä FLOOD-anturi sen sijaan pääsevät markkinoille myöhemmin.

Homehtumisen riski esiin

MATOlog BOX -anturilla seurataan lämpötilaa ja kosteutta erilaisissa tiloissa, kuten ala- ja yläpohjissa sekä seinärakenteissa.

Anturiin on kytketty VTT:n ja Tampereen yliopiston kehittämä homemalli. Homemallin perustana oleva algoritmi päättelee rakenteeseen ja tilaan kohdistuvan homeriskin historiadatan avulla.

Homeindeksi on mallissa luokiteltu kuuteen tasoon. Anturit raportoivat kohonneesta homeriskistä jo ennen tasoa yksi, ennen kuin mikroskoopilla voidaan edes havaita homeitiöiden kasvua.

– Pelkkä kosteuslukema ei vielä kerro mitään. Homeriskin arvioimiseen tarvitaan älyä, mikä anturissa on toteutettu yhdistämällä mittaustulokset homemalliin, selventää Oikarinen.

Betonivalu hallintaan

MATOlog CURE-anturi antaa mahdollisuuden seurata betonin lämpötilaa, kosteutta ja lujuuden kehittymistä valun jälkeen. Myöhemmin rakennuksen käytön aikana anturi havaitsee, mikäli sen alueella on tapahtunut vesivuoto.

Anturin välittämien mittaustietojen avulla rakentajat pystyvät hallitsemaan betonirakenteiden valua nykyistä paremmin. Yleisenä ongelmana on valun liian nopea kuivuminen, jonka seurauksena betoni kutistuu ja halkeilee. Kutistumisen ja halkeilun vuoksi betonin lujuus puolestaan heikkenee.

– CURE-anturi mittaa voimia, jotka aiheutuvat kapillaarisesta ilmiöstä. Tulos kertoo, onko betonin huokosrakenteessa riittävästi vettä, vai pitääkö valun kuivumista hidastaa.

Anturin avulla päästään myös seuraamaan, kuinka kuivumisen hidastamiseen tarkoitetut toimenpiteet, kuten kemikaalien tai muovikalvon käyttö, vaikuttavat. Mittausten perusteella ohjelman algoritmi ennustaa, milloin betoni on riittävän kuivaa, jotta seuraavat työvaiheet voidaan aloittaa.

Anturit asennetaan betonivalun sisään, josta mittaustiedot välittyvät verkkoon langattomasti. Tällä tavoin mittaaminen ei häiritse työmaata.

– Olosuhteiden hyvällä hallinnalla saadaan valu kerralla kuntoon ja vältytään huonon laadun kustannuksilta. Lopputuloksena on betonirakenne, joka on luja ja kestää pitkään, Oikarinen vakuuttaa.

Tulokset pilvipalveluun

Mato Engineeringin kehittämät anturit lähettävät mittaustiedot pilveen Digitan LoRaWAN-teknologiaan perustuvan IOT-verkon välityksellä. LoRa on maailman ensimmäinen varta vasten esineiden internetiä varten kehitetty teknologia.

Digitan IOT-verkko kattaa lähes koko Suomen. LoRan etuna on hyvä kuuluvuus ja vähäinen virrankulutus.

Käyttäjät pääsevät seuraamaan mittaustuloksista piirtyviä kuvaajia mobiililaitteilla ja pöytätietokoneilla. Anturin toiminta-aika on valitusta mittausfrekvenssistä riippuen puolesta vuodesta kymmeneen vuoteen. Sinä aikana se ehtii tehdä noin 20 000 mittausta.

– Antureiden teknologia perustuu täysin suomalaiseen insinöörityöhön. Etsimme nyt patentoidulle teknologialle yhteistyökumppaneita, jotka haluavat lähteä kehittämään niiden ympärille palveluliiketoimintaa.