UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA
UNIVERSITATEA DIN CRAIOVAFACULTATEA DE INGINERIE IN
ELECTROMECANIC MEDIU I INFORMATIC INDUSTRIAL
Studiu individual in cadrul disciplinei
STRUCTURA SISTEMELOR DE COMBATERE A C DERILOR DE GRINDIN
Coordonator tiin ific: Prof. dr. ing. Gheorghe MANOLEA
Doctorand: Ing. Constantin ULEA
CRAIOVA- Mai 2010 -
CUPRINSpag. 1. Introducere 2. Metode folosite pentru ns mn area
norilor 2.1 Folosirea rachetelor pentru ns mn area norilor2.2
Utilizarea artileriei pentru ns mn area norilor
3 6 6 6 6 6 8 9 10 11 11 12 14 17 17 18 18 20 21 21 24 25 25 26
27 28 28 30 33 36 38 39
2.3 Folosirea avioanelor pentru ns mn area cu fumigene cu iodura
de argint 2.4 Tun cu ocuri de unde 2.5 Generatoare de iodura de
argint de la sol 2.6 Plasele antigrindin 2.7 Compara ie intre
metoda racheta si alte metode antigrindin 2.8 Strategii antigrindin
utilizate pe plan interna ional` 2.8.1 Programe de cercetare
interna ionale 2.8.2 Tehnologia de rachete ruseasca pentru protec
ia antigrindin 2.8.3 Solu ia antigrindin din Bulgaria 2.8.4
Sistemul antigrindin din Iugoslavia 2.8.5 Sistemul antigrindin din
China 2.8.6 Sistemul antigrindin din Serbia 2.8.7 Solu ii utilizate
n Republica Moldova 2.9 Strategii antigrindin na ionale 3.
Structura instala iilor pentru combaterea c derilor de grindina 3.1
Sta iile meteorologice 3.2 Punctul central 3.2.1 Radar 3.2.2
Principii de func ionare 3.3 Punctul local 3.3.1 Amenajare construc
ii 3.3.2 Partea mecanica 3.3.3 Partea electrica 3.3.4 Comunica ii
4. Propuneri privind sistemul informatic 5. Exemplu de sistem
informatic de analiza a evolu iei norilor Concluzii
Bibliografie
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.3
1. IntroducereJustificarea temeiPrezentul raport face parte din
activitatea de preg tire a tezei de doctorat cu titlul Cercet ri
privind realizarea unui sistem informatic integrat pentru
monitorizarea punctelor de lansare a unit ilor de combatere a c
derilor de grindin . Pana in prezent s-a sus inut din planul
individual de preg tire, examenul de la disciplina: Bazele cercet
rii tiin ifice. In planul individual mai sunt prev zute urm toare
activit ii: Structuri sofware pentru aplica ii de timp real Sisteme
informatice geografice Arhitectura i func iile sistemului
informatic integrat Subiectul cercet rii continua preocup rile
colectivului de cercetare privind sistemele antigrindin .
Actualitatea temein ara noastr sunt distruse anual, de c derile
de grindin , importante suprafe e de culturi agricole i se produc
pagube asupra obiectivelor economice i bunurilor popula iei. Circa
60% din furtunile ce apar n perioada martie-septembrie a anului
sunt nso ite de c deri de grindin , iar 40% dintre aceste c deri
determin pierderi nsemnate ale recoltelor, ajungnd pn la
distrugerea total a acestora. Din statistica ultimilor ani
privitoare la c derile de grindin se constat c 90% dintre acestea
se produc de regul ntre orele 14-19. Suprafe ele afectate n timpul
c derilor de grindin au, de regul l imi de 3-4 km i lungimi de
14-24 km, putnd ajunge uneori pn la 100 km. Astfel, pagubele
nregistrate n agricultur n 1996 datorit c derilor de grindin au
fost de 3640 miliarde lei. Pierderile cele mai mari sunt produse
culturilor agricole, viilor i planta iilor de pomi fructiferi, iar
recoltele sunt afectate 2-3 ani.
Scopul tezeiTeza are ca scop conceperea si realizarea unui
sistem informatic care sa permit monitorizarea unit ilor de lansare
a rachetelor antigrindin .
Obiective:1. Stabilirea structurii unui sistem informatic
specific sistemului na ional antigrindin care sa tina seama de
complexitatea fenomenelor si care sa r spund eficient si in timp
util sarcinilor de protec ie antigrindin 2. Conceperea si
realizarea modelului func ional al sistemului informatic integrat
3. Implementarea sistemului i testare in condi ii reale. 4.
Optimizarea func ional a modulelor software
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.4
ncadrarea in preocup rile interna ionaleSchimb rile climatice
din ultimele decenii au dus la intensific ri ale proceselor de c
dere a grindinii, i la altern ri cu perioade lungi de secet . n
acest context, mai multe ri din lume ri i practic solu ii simple
sau au dezvoltat Sisteme antigrindin complexe care s creasc eficien
a m surilor de combatere a c derilor de grindin . Sistemele
antigrindin se utilizeaz n 29 de sunt n derulare peste 40 de
proiecte, n care sunt implicate 87,4 milioane ha. Astfel, numai
Statele Unite au dezvoltat n ultimii ani, peste 74 de astfel de
programe n valoare de aproximativ 22 miliarde USD. Cercet rile care
se desf oar pe plan mondial n prezent au drept obiective: - mbun t
irea tehnologiilor de ac iune prin studierea fenomenelor micro i
macrofizice legate de procesele de formare i evolu ie a sistemelor
noroase i de condensare; - reducerea timpilor de reac ie prin
automatizarea sistemelor de interven ie (detectare, determinare a
parametrilor de ns mn are, lansare i monitorizarea eficien ei
fizice); - mbun t irea criteriilor de monitorizare a eficien ei
fizice i economice a ac iunilor, cre terea eficien ei elementelor
de dispersie a agen ilor activi (prin scurtarea timpului de nuclea
ie i cre terea activit ii acestora); - identificarea unor noi
domenii de aplicabilitate ale sistemelor, avnd n vedere progresele
realizate n influen area fenomenelor meteorologice.
ncadrarea in preocup rile na ionalen anul 1999 s-a nfiin at n
ara noastr [26] un sistem na ional antigrindin , iar de curnd a
fost creat o Autoritate na ional [27] pentru combaterea c derilor
de grindin guvernamentale [25] sau de agen i economici, iar n
prezent exist i stimularea precipita iilor. n perioada evocat s-au
derulat mai multe activit i de cercetare sus inute de forurile
preocup ri de extindere a i stimularea acestor activit i prin
cercet ri doctorale, prin cercet ri n parteneriate interna ionale,
transfrontaliere sau regionale. Se poate afirma c gestionarea c
derilor de grindin precipita iilor a devenit, n ara noastr , o
preocupare actual .
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.5
Cum se formeaz grindina ? [9] Grindina este o precipita ie de
particule de grindina. O particula de grindina este cuprinsa ntre 5
si 50mm, unii pot atinge 15cm. In figura 1.1 sunt prezentate
particule de grindina cu 2 tipuri diferite de cre tere. Principala
condi ie a apari iei grindinii este prezenta n Fig. 1.1. Mostre de
grindina cantitate mare de apa lichida n "supercooling" care sa g
se te n snul unor mi c ri verticale ascendente puternice, pe care
le ntlnim ntr-un cumulonimbus. Grindina este transportata de curen
ii ascenden i prezen i ntr-un cumulonimbus (fig. 1.2) si, n
momentul n care trece printr-o zona bogata n stropi ori, grindina
va c p ta, n momentul n care le captureaz , un strat translucid, n
timp ce n regiunile de furtuna, unde se g sesc mai degrab vapori de
apa, se va forma un strat de gheata alb opac.
Fig. 1.2 Cumulonimbus
Furtuna cu grindina
Cumulonimbus
Pagubele cauzate de grindin Grindin este un fenomen devastator
pentru recolte si bunuri (ma ini, locuin e). Cnd este mare, grindin
poate fi periculoasa de asemenea si pentru oameni si animale (fig.
1.3).
Fig. 1.3 Efectele c derilor de grindina
Formarea grindinii puternice are loc n urma nghe rii unui num r
mare de pic turi de ap (fig. 1.4). Metoda principal anti-grindin ,
folosit i ast zi, este bazat pe formarea artificial a embrionilor
de grindin capabili s concureze n procesul cre terii cu embrionii
ce se formeaz natural, astfel nct cei din urm sunt lipsi i de
posibilitatea de a cre te i la c dere se topesc. Pentru acest lucru
se aplic introducerea unui reagent n nori, de obicei fiind folosit
iodura de argint cu valori cuprinse intre 2-10 % (AgI), care nu
este d un toare mediului nconjur tor. Transportarea acestui reagent
se efectueaz cu ajutorul rachetelor anti-grindin de diverse tipuri:
Alazani i Cristal. Reagentul poate provoca intensificarea de 2-8
ori a ploii aduse de nori purt tori de ploaie cu intensitate minim
, iar norii puternici sunt diminua i de 1,5 ori. Principalele state
care prin amploarea proiectelor i rezultatelor tehnico- tiin ifice
experimental/ opera ionale de in ntietate n domeniul modific rii
vremii sunt SUA, Rusia, China, Serbia, Israel, Canada, Fran a,
Italia, Argentina. n China exist cea mai vast suprafa Fig. 1.4
Explicativa formare grindina protejat de grindin : trei milioane de
kilometri p tra i. In Serbia, la nivelul lui anului 2002, erau
opera ionale 10 radare meteorologice MITSHUBISHI RC 34-A si 3
GEMATRONIC pentru sistemul de combatere a c derilor de
grindina.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.6
2. Metode folosite pentru combaterea c derilor de
grindinPrincipalele metode folosite pentru combatere a c derilor de
grindina sunt:
2.1 Folosirea rachetelor pentru ns mn area norilorUtilizarea
rachetelor pentru ns mn area norilor a devenit una din metodele
cele mai utilizate. Modul de lansare al rachetelor se poate face cu
ajutorul unor dispozitive speciale fixe sau mobile a a cum este
prezentat in figura 2.1.
Fig. 2.1 Modalit i de lansare a rachetelor
2.2 Utilizarea artileriei pentru ns mn area norilorFolosirea
artileriei pentru ns mn area norilor a devenit o practica uzuala in
India,fig.2.2.
Fig. 2.2 Folosirea artileriei pentru ns mn area norilor
2.3 Folosirea avioanelor pentru ns mn area cu fumigene cu iodura
de argintMulte tari, SUA, China, folosesc avioanele purt toare de
fumigene cu iodura de argint pentru a reduce efectele provocate de
c derile de grindina.
Fig. 2.3 Folosirea artileriei pentru ns mn area norilor
2.4 Tun cu ocuri de unde [4], [24]Explozii, repetate la fiecare
7 secunde, sunt produse de aprinderea acetilenei in stare gazoasa
amestecata cu aer. Fiecare explozie genereaz o unda soc, care se
propag n atmosfera furniznd o raza de acoperire de 500 de metri.
Undele soc modifica grindina prin schimbarea structurii externe cat
timp acesta este ntro stare lichid r cita la maxim, prin urmare,
este produsa inhibarea necleelor de a se amesteca si astfel
mpiedicarea cre terii in m rime a pietrelor de grindina. Undele soc
de asemenea afecteaz structura interna de formare a pietrelor de
grindina in cavitatea coloanei interne de apa si prin urmare,
ntrzierea forma iunilor de gheata externe si nmuierea pietrelor de
grindina in lapovi a sau ninsoare fig. 2.5.
Fig. 2.4 1901 Conferin a grindinii in Lyon, Fran a
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.7
Este, prin urmare, extrem de important de a ini ia dispozitivele
de foc antigrindin INAINTE de sosirea unei ploi suspecte de
grindina. O ac iune anticipata cu 30 de minute este necesara pentru
a atinge protec ia optima. Orice ntrziere a pornirii tunurilor va
afecta eficienta protec iei mpotriva grindinii. Folosirea radarelor
meteo specializare pentru detec ia ploilor cu grindina este foarte
recomandata pentru a evita eroarea umana. Se direc ioneaz sunetul
unei explozii de acetilena, mai mare de 120 dB, in sus prin gura
mare a conului a ezata vertical in sus. Ini ial, aceste tunuri au
fost dezvoltate n 1896 de Albert Stiger, un cultivator de vin
austriac. Cnd n valea Stiger nici o grindina nu a mai c zut timp de
doi ani, utilizarea acestor tunuri a devenit o imensa nebunie n
Austria i n nordul Italiei. O industrie a tunurilor a fost
dezvoltata si peste 10.000 de tunuri au fost folosite in regiune in
jurul lui 1900. La conferin a grindinii la Lyon in 1900, o mul ime
de modele de tunuri au fost oferite spre vnzare fig. 2.4. Cu toate
acestea, atunci cnd n mod regulat loca ii cu o mul ime de tunuri au
fost grav afectate de grindin , a sc zut ncrederea publicului i
autorit ilor au organizat un experiment sistematic de mai mul i ani
n unele regiuni austriece i italiene. Pn n momentul n care acest
experiment a fost ncheiat n 1906, majoritatea fermierilor au vndut
deja tunurile lor inutile ca fier vechi (PERNTER, 1907; ODDIE,
1965; CHANGNON si IVENS, 1981). Cu toate acestea, oameni care nu
cunosc istoria sunt condamna i sa repete. n 1972, compania francez
Corballan a nceput din nou fabricarea tunului grindina Stiger i,
treptat, a devenit popular din nou. In prezent aceste tunuri sunt
produse n Spania, Canada i Belgia. n Italia, Fran a, Austria,
Olanda, Statele Unite ale Americii, Australia, Noua Zeeland i Tibet
aceste tunuri au fost vndute f r scrupule la un public dispus de
fermieri, care au suferit prejudicii datorita grindinii i care au
dorit s ia m suri mpotriva ei. n rezumat, se poate concluziona din
toate datele Fig. 2.5. Principiu de func ionare al tunului cu ocuri
din acest domeniu (Castelfranco Veneto, Windisch -Feistritz,
Ferrara, Val di Non i Emmental), c utilizarea unui tun antigrindin
nu are nici un efect semnificativ asupra c derilor de grindina.
Instruc iunile tunurilor sugereaz diferite teorii fanteziste, de
exemplu, c undele de oc sunt reflectate de nori i, la ridicarea
valurilor de unde se ionizeaz aerul, astfel schimbndu-se
comportamentului fizic al norului ntr-o manier importanta
nespecificat . Hot rrea oficiala a Organiza iei Meteorologice
Mondiale in privin a acestor idei fanteziste nefondate este clara:
"n ultimii ani, activit ile anti-grindina cu tunuri de a produce
zgomote puternice au reap rut. Nu exist nici o baz tiin ific , nici
o ipotez credibil pentru a sprijinirea unor astfel de activit i.
"(OMM, 2001). Descrierea tunului n l ime: 6 metri Nivelul de
intensitate al sunetului la explozie, la urm toarele distan e de
dispozitiv: 20 m = 98 dB; 100 m = 89 dB; 300 m = 60 dB Energie:
acetilena si baterie electrica nc rcata solar, cu o baterie de
back-up pentru renc rcarea sistemului Cost operare: mai pu in de
0,9 EUR/hectar/ora Control de la distanta: radio sau GSM (voce sau
SMS) Pornire: manual sau auto SMS --(cu radar)
Fig. 2.6 Componentele sistemului cu ocuri de unde
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.8
Diferite tipuri de instalare
Fig. 2.7. Exemple de tunuri
2.5 Generatoare de iodura de argint de la sol [1],[8]
Generatoare de particule glicogene vaporizeaz un complex de
molecule de iodur de argint, compusul chimic anorganic are o
structur cristalin (simetrie, distanta dintre atomi), similar cu
cea de ghea . Compusul este foarte pu in solubil n ap i poate fi u
or de fabricat sub forma de aerosoli de iodura de sodiu ntr-o flac
r de aceton . Condi ii optime pentru producerea de particule sunt
ob inute printr-o flac r a c rei temperatura nu dep e te 800 C
pentru a evita disocierea iodurii de argint. Modul vortex de ardere
ndepline te aceste condi ii, ntr-o flac r stabil departe de pere ii
arz torului in care este produsa. O rezerv de aer comprimat i un
regulator men ine solu ia acetonica de iodur de argint ntr-un
rezervor din o el inoxidabil. Aceast solu ie este pulverizat
printr-o duz n partea de jos a arz torului cilindric cu prize de
aer cilindrice tangen iale, i apoi aprinderea se face cu un
chibrit.
Fig. 2.8. Generatoare de particule de iodura de argint si
amplasarea lor in Fran a
Solu ia utilizata este dozarea a 8 g de iodura de argint pe
litru. Cu un debit de 1,1 litru pe ora, produc ia de nuclee active
la -15C este de 2 x 1011 particule pe secunda. Autonomia de func
ionare a generatorului este de aproximativ 30 de ore. In Fran a
este pusa la punct o re ea de combatere a c derilor de grindina
bazata pe acest fel de protec ie. Re eaua este compusa din
aproximativ 650 de generatoare manuale care sunt preg tite sa fie
pornite de voluntari (in principal fermieri si viticultori).
Previziunea c derii de grindina este f cuta de MeteoFrance.
Avertizarea este data cu 4 ore in avans de serviciile meteorologice
si apoi transmise la sta iile de emisie aflate in zonele interesate
printr-un sistem telefonic computerizat.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.9
2.6 Plase antigrindin [10]Aplicnd acest sistem, plasa este
instalat pe o structur ncordat , ancorat pe tot perimetrul lotului
de teren i cu plase instalate sub form de bolt , avnd o nclinare de
aproximativ 65% pentru a putea asigura desc rcarea la sol a
grindinii, n mod simultan, pentru a nc rca structura n mod constant
i mai ales pentru a nu o supranc rca. Acest tip de structur este, f
r dubiu, cel mai sigur nu doar pentru c este cel mai verificat n
timp, dar i pentru c sufer cele mai pu in daunele ce pot fi
provocate de greutatea grindinii. Este de men ionat i faptul c
rezisten a extraordinar a plasei poate suporta greut i foarte mari,
motiv pentru care n cazul unor grindini puternice, plasa nu va ceda
i toat greutatea va ap sa pe structur . Plasa urmeaz s aib o
suprafa cu 20% m mai mare dect suprafa a care urmeaz s fie protejat
. Avantajele instala iei sub form de bolt : a) soliditatea
structurii; b) o mai mare n l ime util pentru plante; c) un mai
scurt timp dedicat ntre inerii tehnice anuale a plasei (se pot
nchide dou buc i de pnz simultan). Elementele caracteristice ale
instala iei 1. Ancor ri longitudinale 2. Ancor ri perimetrale 3.
Firul crestei acoperit cu plastic 4. Pl cu e de fixare a plasei
pentru efectuarea unirii a doua buc i de pnz 5. Firul de c priori
acoperit cu plastic (doar pentru utilajul sub form de bolt ) 6. Pl
cu e sau ace pentru fixarea plasei pe creast (doar pentru utilajul
plat) 7. Pl cu e de fixare a plasei pentru unirea a dou buc i de
pnz 8. Funii transversale. Structura Structura de sprijin a unei
instala ii antigrindin pare mult mai complex n compara ie cu ceea
ce se revel n practic . Elementele fundamentale caracteristice a
unei structuri antigrindin sunt: Ancor rile: Fac parte din
componentele fundamentale ale unei instala ii antigrindin i sunt
constituite dintr-un c prior fixat n p mnt i un c prior de leg tur
. Ancor fixat n p mnt: n instala iile antigrindin ancorarea este
extrem de solicitat , motiv pentru care trebuie s fie realizat n
mod perfect, ngropnd c priorul zincat, avnd o plac din cement i ad
ugnd o cantitate necesar de beton. Drept alternativ , pute i
utiliza ancore fixate cu uruburi de dimensiuni mari care ofer
avantajul de rapiditate n fixarea structurii i o posibil ntindere
ncordare a plasei.
Fig. 2.9. Sistem de plase antigrindin
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.10
2.7 Compara ie intre metoda racheta si alte metode
antigrindin
Fig. 2.10. Explicativa a metodelor de ns mn are
n lume exist 3 metode pentru ns mn area norilor cu reactiv
activ. In cazul unei analize fiecare din ele au avantajele si
dezavantajele lor in activitatea de combatere a c derilor de
grindina. A. Generatoare de ns mn are de la sol Avantaje: - costuri
de ntre inere mici; - nu necesita o nalta calificare a
personalului; - nu necesita o coordonare a traficului aerian. Limit
rii: - cantitate mare si neeficienta a agentului de ns mn are; - ns
mn are a nu este f cuta in locurile cele mai potrivite si la
momentul potrivit si agentul de ns mn are este adesea deactivat
(umezit) nainte de a ajunge la n l imea necesara. B. ns mn area cu
avionul Avantaje: - nu necesita restric ii ale controlului
traficului aerian; - are nevoie de personal pu in; - poate face ns
mn area in zona corecta la momentul potrivit, cu excep ia norilor
grei Limit ri: - ns mn area continua este imposibila; norii grei
limiteaz precizia de ns mn are in spa iu si timp; - are nevoie de
personal cu calificare nalta. C. ns mn area cu rachete Avantaje: -
poate ns mn a cu precizie la n l imi mari si la momentul potrivit;
- ns mn area continua este posibila; - pu in agent pierdut, deci
eficienta mare. Limit ri: - necesita restric ii de control a
traficului aerian. - are nevoie de personal cu calificare nalta
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.11
2.8 Strategii antigrindin utilizate pe plan interna ionalSchimb
rile climatice din ultimele decenii au dus la intensific ri ale
proceselor de c dere a grindinii, i la altern ri cu perioade lungi
de secet . n acest context, mai multe ri din lume practic solu ii
simple sau au dezvoltat Sisteme antigrindin complexe care s creasc
eficien a m surilor de combatere a c derilor de grindin . Sistemele
antigrindin se utilizeaz n 29 de ri i sunt n derulare mai multe
proiecte. Cercet rile care se desf oar pe plan mondial n prezent au
drept obiective: - mbun t irea tehnologiilor de ac iune prin
studierea fenomenelor micro i macrofizice legate de procesele de
formare i evolu ie a sistemelor noroase i de condensare; -
reducerea timpilor de reac ie prin automatizarea sistemelor de
interven ie (detectare, determinare a parametrilor de ns mn are,
lansare i monitorizarea eficien ei fizice); - mbun t irea
criteriilor de monitorizare a eficien ei fizice i economice a ac
iunilor, cre terea eficien ei elementelor de dispersie a agen ilor
activi (prin scurtarea timpului de nuclea ie i cre terea activit ii
acestora); - identificarea unor noi domenii de aplicabilitate ale
sistemelor, avnd n vedere progresele realizate n influen area
fenomenelor meteorologice.
2.8.1 Programe de cercetare interna ionaleSe men ioneaz
programele de cercetare cuprinse in Register of National Weather
Modification Projects 2000 (TD nr.1094), format din 74 de proiecte
in 23 de tari care acoper toate continentele (SUA, Rusia, China,
Brazilia, Maroc, Grecia, Arabia Saudita, Nigeria, Israel, etc.),
Programul meteorologic pentru agricultura (AGMP) al Organizatiei
Mondiale de Meteorologie cu rol in sus inerea produc iei agricole
si activit ilor conexe, in scopul dezvolt rii unor sisteme viabile,
care sa duca la cre terea calit ii produselor agricole, reducerea
pierderilor si riscurilor, conservarea resurselor naturale si
reducerea polu rii cu agen i chimici care contribuie la degradarea
mediului, proiectul TasHydro din Australia, in cadrul c ruia se fac
opera iuni de ns mn are a norilor pe o suprafa a care acopera
aprox. 1000 km2 in Mun ii Snovy, monitorizarea efectelor si
raportarea anuala a acestora. In Fran a se desf oar trei proiecte
de modificare a fenomenelor meteorologice extreme, operate de firme
private, in cadrul c rora se urm re te reducerea efectului c
derilor de grindina pe suprafe ele cultivate. In primul se folose
te NaCl introdusa la baza norului cu generatoare pirotehnice
aeropurtate, iar al doilea si al treilea cerceteaz comportarea
norilor la ac iunea AgI mpr tiata din rachete sol-aer , sau din
generatoare cu baza la sol.
Generatoare pirotehnice aeropurtate
Rachete antigrindin sol-aer Fig. 2.11.
Generator cu baza la sol (arz tor cu propan)
Unul din cei mai mari produc tori de rachete antigrindin este
societatea DARG, din Rusia care fabric o rachet cu caracteristici
func ionale deosebite i probabilitate de utilizare sigur mare,
0,999999, la un pre competitiv. n figura 2.12 este prezentat
racheta DARG, iar n tabelul 1 cteva caracteristici ale
acesteia.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.12
Fig. 2.12. Racheta antigrindin DARG (Rusia)
Tabelul 1. Caracteristicile rachetei antigrindin DARG
2.8.2 Tehnologia de rachete ruseasca pentru protec ia
antigrindin [15]Rusia sus ine ca de ine cel mai performant sistem
de combatere a grindinii. Tehnologia se bazeaz pe detec ia radar si
identificarea tipului de nor si pe introducerea in interiorul
norului a substan elor anticristalizante (ex: iodura de argint).
Aceste rachete sunt destul de sigure datorita sistemului de
autodistrugere performant. In acela i timp ele sunt construite din
materiale ecologice. Dup spusele fabricantului CPA n.a. V.I.
Chapaev, folosirea rachetelor Alazan 5 si Alazan 6 conduce la
diminuarea pierderilor datorate grindinii de 7 ori. Modul de
ambalare al rachetelor este individual, in cutii de lemn cu o
greutate totala de 60 kg si o lungime de 1,5 m. CARATERISTICI: -
Calibru .......................
..................................................... 82,5 mm ; -
Lungime
.......................................................................
1.402 mm; - Masa totala
........................................................................
8,8 Kg ; - Masa nc rc tura utila
.................................................... 0,66 Kg; - Num
r nuclee active formate ....................................... 3 x
1E+15 - n l ime maxima a traiectoriei
............................................. 9.300 - B taie maxima
..............................................................
12.000m; - Timp de lansare pana la momentul nceperii formarii
nucleelor active ....................................cca. 13 s; -
Timp de autodistrugere ............................
........................ cca. 41 sFig. 2.13. Rachete ruse ti
antigrindin
Dezavantaje Acest sistem este foarte costisitor si nu este 100%
eficient in eliminarea grindinii. Rachetele pot exploda nainte de
lansare, in timpul lans rii si pot sa nu se autodistrug nainte de a
c dea pe sol. Rachetele trebuie fabricate, transportate, p zite,
toate acestea cresc pre ul si trebuie legate de radar meteo de urm
rire a componentelor. Posibile abuzuri ale terori tilor si
criminalilor.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.13
Rampa de lansare ruseasca TKB-040 Caracteristici: y Capacitate
de nc rcare y Greutate y Unghi de orientare pe azimut y Unghi de
lansare y Acumulator Ni-Cd 12 rachete 520 kg 0-360 45-85 27V,
45AhFig. 2.14. Rachete ruse ti antigrindin
Pozi ionarea pe verticala se face prin nvrtirea unei manivele
plasate in stnga iar pe azimut pozi ionarea se face tot manual dup
o spa iere de 3-5. Acest model este in buna m sura proiectat in
urma cu 60-70 de ani. De i si-a dovedit fiabilitatea si
eficacitatea pe cmpul de lupta, totu i acest echipament nu mai
poate face fata cerin elor unei armate moderne datorita lipsei
automatiz rii, a modului de nc rcare si pozi ionare manuala si a
greut ii in transport. Platforma de lansare prezentata este
folosita in Rusia si Romnia pentru sistemul de combatere a
grindinii. Costurile protec iei realizate a fost amortizat de la 5
la 15 ori depinznd de valoarea culturilor protejate (bumbac, tutun,
fructe, struguri, legume, gru, floarea soarelui, etc.). O aplica ie
a tehnologiei automate ruse ti a fost in una din cele mai
periculoase regiuni ale lumii Provincia Mendoza, in perioada
1994-1998, care a asigurat reducerea pierderilor in 8-10 situa ii.
Costurile au fost recuperate de 14 ori. Din punct de vedere fizic
tehnologia consta in accelerarea formarii precipita iei in
regiunile de cre tere posibila a grindinii. Ini ierea prematura a
precipita iilor norilor produce ntreruperea procesului de formare
si cre tere a pietrelor de grindina. In acest scop, tehnologie ofer
radar pentru detectarea automat i recunoa tere grindina, riscuri de
grindina si norii de grindin , volumele viitoare de formare
grindina i injectarea de agen i de cristalizare prin intermediul
unor rachete antigrindin Pentru combaterea grindinii Centrul de
Control este echipat cu radar MRL-5, sistem de control automat
(ACS) "ANTIGRAD" si 20 - 40 puncte de lansare a rachetelor care
sunt localizate pe teritoriul protejat cu distante intre ele de
15-20 km. Punctele de rachete sunt echipate cu lansatoare (TKB-040)
si cu cantit ile necesare de rachete ("Alazan-5"). Un asemenea
sistem permite protec ia a 300 - 500 mii de hectare. Principalii pa
ii in organizarea sistemului de combatere a grindinii: y Prioritar
este proiectul de cercetare cu privire la teritoriile periculoase
din punct de vedere a c derilor de grindina, tipuri de traiectorii
si tipuri de ploi cu grindina, durata sezonului cu grindina,
relieful regiunii, etc.; y Dezvoltarea proiectului de
infrastructura a sistemului de protec ie antigrindin (num rul
punctelor de lansare, amplasarea lor in teritoriul protejat,
necesarul de personal si consumul de rachete); y Asamblare,
orientare, ochire, gradare si calibrare radar si lansatoare
rachete; y Instalarea mijloacelor de automatizare; y Organizarea
comunica iei FM intre Centrul de Control si controlul regional al
traficului aerian; y Formarea profesionala a personalului; y
organizare a previziunilor de grindina de zi cu zi; y monitorizarea
zi-noapte de norilor de grindin ; y combaterea grindinii la orice
moment din zi si din noapte pe toata perioada sezonului de protec
ie.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.14
Principalele mijloace care sunt incluse in structura sistemului
de protec ie. y Frecventa duala radio meteorologica-locator MRL-5;
y Control complex automat ACS "ANTIGRAD"; y Complexe rachete de
combatere grindina "Alazan" si "Alan".
Fig. 2.15. Principiul sistemului rusesc antigrindin
2.8.3 Solu ia antigrindin din Bulgaria [2], [3], [16]Protec ia
antigrindin din Bulgaria are o istorie de 35 de ani. n 1968 au fost
stabilite servicii "Activitatea antigrindin ", iar n anul 1969
prima influen a a fost realizat ntr-o regiune mic , cu o suprafa de
circa 1 milion de hectare n Bulgaria de Sud. Acum, sistemul
antigrindin include 10 unit i antigrindin de testare fig. 2.18, n
Nord-Vest i Sudul Bulgaria i este gestionat de c tre Agen ia
"Activitate antigrindin " (EAAA) a Ministerul Fig. 2.16. Re ea
radare in Bulgaria Agriculturii i P durilor (MAP). Teritoriul aflat
sub protec ia cuprinde 15 600 000 hectare, din care 11 400 000 de
hectare sunt terenuri cultivate. Conform datelor din MAP aceasta
reprezint aproximativ 25% din terenurile cultivate din Bulgaria.
Rachetele LOZA produse in Bulgaria sunt rodul unei experien e de
peste 40 de ani in domeniul combaterii grindinii si a provoc rii c
derilor de precipita ii. Sistemul e compus din rachete de lansare
de calibrul 55 mm si dintr-un lansator de rachete. masa rachetei
exploziv de autodistrugere factorul de siguran a al rachetei
cantitatea de agent reactiv 2,8 kg 4g 0,995 400 g
Se poate observa ca acest sistem antigrindin este mai suplu,
rachetele LOZA avnd o masa de patru ori mai mica dect cele ruse ti.
De asemenea, construc ia din plastic a rachetelor le face sa fie
mai sigure si mai ieftine. Fig. 2.17. Rachete antigrindin bulg re
ti Proiectul de combatere a grindinii in Bulgaria ncepe cu protec
ia a 250 000 ha si pana in 1987 aria protejata s-a marit la 1 500
000 ha. La nceput rachetele ruse ti erau folosite ca PGI, Oblako,
Alazan, care purtau un activ reagent bazat pe
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.15
iodura de plumb, si o metodologie georgiana pentru identificarea
norilor de grindina si ns mn area acestora. Din 1986 a fost
introdusa o metodologie Bulgara de identificare si ns mn are
norilor de grindina, bazata pe metode fizice-statistice. Din 1994
reagentul active disponibil in rachetele Alazan este nlocuit cu
iodura de argint si implementarea primului model de difuzie reagent
in atmosfera a nceput. Din 1999 fabricarea rachetelor antigrindin
bulgare a nceput; racheta purta versiunea actualizata a reagentului
activ, bazata pe iodura de argint. In 2000 Fig. 2.18. Puncte
centrale antigrindin Bulgaria modelul de difuziune este modernizat
lund in considerare condi iile de temperatura in care generatorul
reagent activ func ioneaz . Software-ul, care este folosit
translateaz loca ia tuturor obiectelor la sistemul de coordonate al
radarului si alege selecteaz punctul de lansare cel mai potrivit
pentru ns mn area norului lund in considerare condi iile
meteorologice specifice acelei zile. De asemenea aria de ns mn are
si metoda devine mult mai precisa. Ca rezultat al activit ilor: -
consumul de rachete este redus de 5 ori; - reagentul folosit este
nepoluant - efectul fizic de la interven ia ns mn rii norului este
crescuta; - reducerea riscului de manipulare a rachetelor; -
reducerea greut ii rachetelor si lansatoarelor, care permite
stabilirea punctelor mobile de lansare; - reducerea n l imii de
zbor superioare si m rind permisiunea spa iului de zbor a
traficului aerian civil; - introducerea reagentului in p r ile mai
calde ale norilor, astfel crescnd traiectoria activa a rachetei
Avantajele rachetei bulgare ca suport tehnic al reagentului in
nori, in compara ie cu produse similare: - in ceea ce prive te
reagentul activ: Este testat in Laboratorul de testare al
Institutului Na ional de Meteorologie si Hidrologie al Academiei de
tiin e Bulgare in Laboratorul P. DeMott la Colorado State
University in Laboratorul de Cercetare Aerosol la Central
Aerological Observatory(CAO), Moskow. Are un num r mare de
nuclee-gheata la 1gr de compus pirotehnic. Pentru o compara ie: la
-100 C num rul de nucleegheata este 1.5x1013 nuclee. Pe lng
compusul pirotehnic con ine aditivi, care permit reagentului sa fie
reactivat la temperaturi negative chiar daca la momentul (si
nivelul) ini ial al interven iei temperatura a fost pozitiva. - cu
privire la siguran a: Racheta este un recipient ermetic, care l
protejeaz de influentele atmosferice si protejeaz personalul chiar
si in cazul unei autodistrugeri a rachetei la sol din anumite
motive. In lan ul de autodistrugere al rachetei in aceasta nu sunt
substan e puternic explozive ca hexogen, TNT, elastit, etc. n
conformitate cu Conven ia European privind Transportul Materialelor
Periculoase, racheta este clasificata in clasa IIIB, sistemul de
autodistrugere in clasa IB. Clasificarea rachetei ADR este 1.4S. -
cu privire la greutate: Greutatea rachetei este de 2.6 kg, si
mpreuna cu recipientul 3.65 kg. Masa compusului pirotehnic activ
este 400 g. Greut ile lansatoarelor sunt in jurul a 70 kg. Ace ti
parametrii permit construc ia unui complex de puncte 1 sta ionar si
3-4 mobile.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.16
Tehnologia pentru determinarea norului cu pericol de grindina:
Punctul de plecare este c norul este un proces, mai degrab dect un
obiect. Estimarea pericolului ncepe cu evaluarea st rii atmosferei,
de exemplu, ct de mult este capabil de a suporta procesele
convective de formare a formarii grindinii. Aceast estimare se
bazeaz pe analizele sinoptice i aerologice. Prezen a condi iilor de
convec ie puternice este necesar pentru observa iile radioloca ie
lui. n l imile izocontururilor sunt determinate avnd reflexia
radioloca iei de 15, 25, 35, 45, si 55 dBz, mpreun cu valorile de
temperatur la aceste n l imi. Varia ia timpului este monitorizata
de a anumita Func ie Descriptiva, care desparte nori de "grindin "
de nori "f r grindin ". Cum este determinata aceasta func ie
discriminative? Ini ial baza de date care con ine to i norii
observa i, este mp r ita in doua nori care au condus la c derii de
grindina si care nu. Utiliznd o estimare expert, dup care este ales
un moment din istoria norului cnd a fost in dezvoltarea lui maxima
(din nori de ploaie) sau intr-o stare de nainte de grindina (de
exemplu momentul care preced dezvoltarea norului) pentru norii de
grindina. Astfel sunt forma i doi parametrii ai radioloca iei si
temperaturii, corespunznd doua tipuri de nor. Analiza
discriminativa lineara permite generarea unei func ii cu parametrii
norului, care separa in cea mai buna cale doua pasaje (fragmente) .
Consideram ca cel mai bun criteriu pentru tranzi ia norului in
starea norului grindina este condi ia: A = H 45 - 0.1 TH15 >
9.3, Unde H45 este n l imea (km) izoconturului cu reflexivitate 45
dBz si TH15 este temperatura [o C] la vrful izoconturului cu
reflexivitatea 15 dBz. Cnd valoarea lui A este in jurul criticului
9.3, un criteriu suplimentar este folosit pentru determinarea
tipului norului, cum ar fi tipul scenei convective generale in
regiune, n l imile izometrice, gradien i si dinamica
izocontururilor, etc. toate acestea aduc un r spuns CAND sa
intervin?. Observa iile se efectueaz cu ajutorul sta ie
meteorologica de radioloca ie MRL-5 cu lungimea undei de 10 cm,
sistem analogic pentru afi area semnalului multicontur si sistem
digital pentru afi area in timp real si nregistrarea datelor de
radioloca ie. Tehnologia de interven ie: Observa iile radioloca ie
folosesc clasificarea proceselor uni- multi- si super-celula.
Aceasta celula este definita ca un izocontur de 45 dBz
reflexivitate. Tipul procesului este determinat de num rul de
celula intr-un izocontur de 35dBz precum i de stadiul de
dezvoltare. Procesul Unicelula este trivial. Este mult mai dificil
s se stabileasc momentul de tranzi ie ntre procesele multicell i
supercell. Procesul supercelula necesita ca in acela i moment
celulele in diferite st ri de dezvoltare sa existe intr-un
izocontur de 35dBz (in stari de geneza, dezvoltare maxima si
ploaie) si ca generarea se petrece continuu in timp. In acest caz,
realizarea energiei atmosferice devine un proces nentreruptibil
care conduce la cele mai mari daune datorate grindinii. In toate
cazurile agentul este activat la n l ime in stratul cuprins intre
-5C si -10C. Procesele simetrice necesita ns mn are in regiunea cu
reflexivitate de 35dBz. Pentru procesele asimetrice regiunea de ns
mn are se afla mai jos de inclina ie, excluznd izoconturul cu
reflexivitatea de 55dBz, gradien ii mari orizontali impun ca ns mn
area sa includ regiunea de deasupra frontiere de izocontur de 15
dBz. CAT de mult trebuie ns mn at? Metoda impune completarea
regiunii de ns mn are cu 104 -105 particule pe metru cub. nainte de
1992, agentul de ns mn are utilizat a fost de iodur de plumb (PbJ).
Cantitatea agentului de ns mn are necesar a fost determinata de
volumul regiunii de ns mn are pentru a se ob ine o densitate de 105
particule pe metru cub. Din 1994 un nou agent de ns mn are este
folosit. Compusul pirotehnic con ine 10% iodura de argint (AGI).
Cantitatea agentului de ns mn are este determinata folosind modelul
de difuziune. In urma acestor evolu ii cantitatea rachetelor a fost
redusa de 5 ori. Este necesar personal pentru mentenan a liniilor
de rachete, insa nu este nevoie de o calificare nalta.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.17
Este compus dintr-un cadru metalic si doua tipuri de rachete cu
timpi de explozie intre 6 si 60 de secunde. CALIBRU 72 mm LUNGIME
GREUTATE INALTIMEA MAXIMA RAZA DE EFICACITATE AGENT REACTIV
CANTITATEA DE AGENT 950 mm 53 N 5500 m 7000 m AgI 400 grFig. 2.19.
Sistem rachete Iugoslavia
2.8.4 Sistemul antigrindin din Iugoslavia
2.8.5 Sistemul antigrindin din China [2]Modific rile climatice
ale Chinei sunt bazate pe ns mn area in regiunea de maxim
supercooled sau in regiunea updraft (ns mn are statica sau
dinamica)
Fig. 2.20. Re eaua de radare China: S-band(74)
C-band(52)
Metoda curenta de ns mn are pentru modific ri climatice este cre
terea CCN sau IN pentru a consolida precipita iile - concentra ie
aerosol si tip diferen iere din loc in loc - ns mn are hidroscopica
(CCN) - Insamnatare AgI: depinznd foarte mult de temperatura (IN) -
ns mn are CO2 solid: depinznd de m rime (IN) - ns mn are LCO2 sau
LN2: nedepinznd de temperatura (IN)Figura 2.21. Dependenta
temperatura-concentra ie aerosol
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.18
2.8.6 Sistemul antigrindin din Serbia [18]SISTEMUL KRUSIK
anti-grindina KPGS fig. 2.21. KPGS este un sistem modern, cu
eficien n protec ia anti-grindina. Se compune din:lansator
universal multi-bare, KLR-94 si racheta antigrindina, KPGR-6
Lansator universal KLR-94 Caracteristicile opera ionale: y
manevrare i dare foc rapida i u oara y precizia elementelor de
asamblare permite arderea stabil i precis a rachetei Figura 2.21.
Sistem lansator srbesc calibrare glisierelor racheta poate fi u or
conectat la sursa de alimentare prin intermediul lansatorului, care
ofer eficien timpul lans rii y durata de via lung i u or de ntre
inere Caracteristicile dimensionale: Calibru 75 10 mm Nr de perechi
de glisiere: 1-6 Nr de suporturi conice: 1-4 Lungime glisiera: 1200
mm Azimut 0- 60o cu pas 5o n l are 45-85o cu pas 5o Masa 85 kg
Dimensiuni: 1705 x 840 x 600 mmy y y
Caracteristici func ionale Domeniul vertical (Q = 85 ) Timp
operare focos 3 0,5 sec. Interval de timp ntrziere 1: 7 0.5 sec
Interval de timp ntrziere 2: 29 0,1 sec timp emisie agent chimic 26
1 sec. Autodistrugere 35 sec l. Agen i activi 1.98 x 10 AC / gr
Racheta este lansate de pe lansatorul universal printr-un impuls
electric.
Figura 2.22. Sistem lansator srbesc si racheta antigrindin
Serviciul Antigrindin al Republicii Moldova activeaz din anul
1967 iar n anul 1999 a asigurat protec ia a cca. 2 milioane hectare
de teren agricol, ceea ce constituie circa 60 % din suprafa
teritoriului. Poten ialul tehnic al Serviciului poate asigura
protec ia a 3 milioane hectare. Experien a acumulat pe parcursul a
peste 30 de ani a confirmat eficien a nalt de combatere a
grindinii. Astfel, datele statistice pentru ultimii 14 ani
demonstreaz o eficien de 93 %. n anul 1999 combaterea grindinii pe
o suprafa de 120 mii hectare a permis protec ia produc iei agricole
cu o valoare de circa 120 milioane lei. Serviciul Antigrindin al
Republicii Moldova cuprinde 141 posturi de lansare a rachetelor
antigrindin i 12 sta ii - Centre de comand , care au n componen i
echipamente de renc rcare a acumulatoarelor (fig.1.3).
2.8.7 Solu ii utilizate n Republica Moldova [29]
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.19
n prezent alimentarea cu energie electric a consumatorilor
posturilor antigrindin se efectueaz de la acumulatoare. Periodic,
acestea se rencarc la Centrul de comand , care deserve te 12-14
posturi.LEGENDO cni a Dond u eni Edin e Droch ia R ca ni Flore ti G
lod eni old ne ti Rbn i a Rezin a Soro ca Cam e nca
Centre de comand
Telen e ti O rhe i Cala ra i Ungh eni Nispo reni Str eni Criule
ni G rigo riopol Dub sari
C h i in uIalov eni Hnc e ti Tiras p o l B en d er Slob ozia C
in ari Cim i lia C u eni Stefa n-Vod
Basa rabeasca Cantem ir Com rat
Cead rlunga Cahu l Tarac lia
Vulc ne ti
Fig. 2.23 Amplasamentele posturilor de lansare i centrelor de
comand din cadrul serviciului antigrindin a Republicii Moldova
n perioada activ (1 aprilie-30 septembrie) alimentarea cu
energie electric a consumatorilor trebuie s fie de cea mai nalt
siguran . Consumatorii principali - sta iile radio i focoasele
lansatoarelor de rachete - se clasific n consumatori de categoria
I-a. Din acest motiv, ace ti consumatori se alimenteaz de la
baterii separate de acumulatoare cu rezervare reciproc . O dat pe
lun , o p trime din acumulatoare, sunt nlocuite cu cele de rezerv ,
care se p streaz i rencarc la Sta iile de comand . Costurile legate
de dotarea tehnic i exploatare a posturilor antigrindin sunt mari,
de aceea orice modernizare ndreptat spre mic orarea acestor costuri
este binevenit . Totodat , este cunoscut faptul c alimentarea cu
energie electric a consumatorilor de mic putere dispersa i
teritorial este mai avantajoas economic i ambiental de la surse de
energie regenerabil , de exemplu - solar sau eolian .
osturi antigrindin
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.20
2.9 Strategii antigrindin na ionalen anul 1999 s-a nfiin at n
ara noastr [26] un sistem na ional antigrindin , iar de curnd a
fost creat o Autoritate na ional [27] pentru combaterea c derilor
de grindin i stimularea precipita iilor. n perioada evocat s-au
derulat mai multe activit i de cercetare sus inute de forurile
guvernamentale [25] sau de agen i economici, iar n prezent exist
preocup ri de extindere a acestor activit i prin cercet ri
doctorale, prin cercet ri n parteneriate interna ionale,
transfrontaliere sau regionale. Se poate afirma c gestionarea c
derilor de grindin i stimularea precipita iilor a devenit , n ara
noastr , o preocupare actual cu valen e conceptuale, descriptive i
predictive, valen e specifice domeniilor tiin ifice. n ara noastr
s-a oficializat metoda de ns mn are cu rachete, de i au existat
cercet ri pentru utilizarea avioanelor. Sistemul (fig.2.24) este
format din mai multe Unit i de Combatere a c derilor de
grindina,
Fig. 2.24 Sistemul antigrindin romnesc
dintre care cea din zona Ploie ti-Buz u este func ional , cea
din zona Vrancea-Ia i este n curs de punere n func iune ,iar n
perspectiv se va extinde i n jude ul Dolj
Pe plan na ional in prezent func ioneaz un sistem de combatere
activa a c derilor de grindina, conceput, realizat si exploatat de
un consor iu format din Administra ia Na ionala de Meteorologie si
Electromecanica Ploie ti, care func ioneaz cu o unitate antigrindin
in jude ele Prahova si Buz u, ncepnd din anul 2005 si care se afla
intr-un stadiu avansat de implementare in jude ele Vrancea si Ia i.
El are in compunere mijloacele de lupta formate dintr-o racheta
sol-aer nedirijata calibru 82,5 mm si un lansator orientabil cu 12
sine de ghidare. Informa iile despre situa ia formarii norilor si
dimensiunile acestora sunt asigurate de sta iile metrologice din
sistemul SIMIN.
Sistemul antigrindin in Romnia
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.21
3. Structura instala iilor pentru combaterea c derilor de
grindinaO Unitate de Combatere a Grindinii cuprinde o sta ie
meteorologic , dotat cu un radar meteorologic cu efect Doppler, un
Punct central de comand i mai multe Puncte locale de lansare a
rachetelor antigrindin . Un punct local de lansare a rachetelor
este echipat cu dou Platforme de tragere, fabricate de SC
Electromecanica Ploie ti. Fiecare platform poate lansa pn la 12
rachete ntr-un minut. Sta ie meteorologica
P1Punct lansare rachete
P8
Punctul de comanda
Punct lansare rachete
P4Punct lansare racheteFig. 3.1. Structura unei Unit i de
Combatere a Grindinii
Unitatea de Combatere a Grindinii (UCG) este compusa din mai
multe structuri: y sta iile meteorologice y sala operativa (punctul
de comanda) y depozitul logistic y 6-12 punctele de lansare y
sistemul de comunica ii si logistica y fabricantul de armament
3.1 Sta iile meteorologiceSta iile meteorologice din zona sunt
capabile sa detecteze norii cu poten ial de grindina si sa alerteze
sala operativa cu privin a la dimensiunile, pozi ia si traiectoria
acestor nori. Prognoza de scurt i medie durat Aceste prognoze se
realizeaz de regul pentru un intervalul de la 1 la 7 zile, avnd la
baz rezultatele ob inute n urma unui set complex de ecua ii
matematice care se nregistreaz n timp pornind de la starea ini ial
a atmosferei. Acelea i ecua ii matematice se pot utiliza n
determinarea st rii probabile pentru un interval de maxim 10 zile,
utiliznd modele mai performante. n cazul prognozelor pentru un
interval mai mare de 7 - 10 zile, erorile de prognozare sunt
nsemnate, fapt pentru care nu pot fi luate n considerare. Prognoza
de scurt i medie durat se stabile te n urma
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.22
unei videoconferin e zilnice, prin consultarea meteorologilor
revizioni ti, nu nainte de a fi parcurse n prealabil urm toarele
etape: Etapele pentru realizarea prognozei: 1. se analizeaz evolu
ia situa iei atmosferice de sol i altitudine n ultimele 24 de ore n
spa iul atlantico-european cu accent pe situa ia curent ; 2. se
analizeaz datele de sol i altitudine, imagini furnizate de sateli
i, radar, desc rc ri electrice (compararea acesteia cu anticip rile
din ziua precedenta), 3. analiza rezultatelor modelelor atmosferice
globale i pe arie limitat disponibile la punctele de elaborare a
prognozei meteo 4. analiza rezultatelor proces rii statistice
asupra rezultatelor modelelor, procesare ca folosind re, irurile
lungi de date de la sta iile meteorologice de suprafa realizeaz o
corec ie, de regul pozitiv , a rezultatelor modelelor Acest tip de
prognoz urm re te prezentarea st rii vremii la nivel na ional i
regional (Muntenia, Oltenia, Dobrogea, Moldova, Transilvania de
nord, Transilvania de sud, Banat, Cri ana), existnd posibilitatea
ca aria de prognozare s fie restrns putndu-se prezenta situa ii la
nivelul litoralului romnesc, la nivel montan sau de jude . Prognoza
de foarte scurt durat i imediat Prognoz meteorologic de foarte
scurt durat se realizeaz pentru intervale mici de 12 ore pn la 2-3
ore de unde se ncepe prognoza imediat (nowcasting). Informa iile ce
stau la baza acestor prognoze meteorologice sunt furnizate sistemul
na ional de radarele si sistemul de detec ie al fulgerelor,
imaginile furnizate de sateli ii meteorologici i informa iile de la
sta iile automate de suprafa . Fenomenele meteorologice sunt
permanent monitorizate de fiecare Serviciu Regional de Prognoza a
Vremii i Colectivul de nowcasting, elabornd prognoze pe intervale
sub 12 ore dar i avertiz ri privind cantit i mari de precipita ii,
vijelie, grindin . Obiectivul principal al acestui model de prognoz
meteorologic l reprezint furnizarea informa iilor despre apari ia
unui fenomen meteorologic ca tr snetele, grindina, ploile
abundente, intensific ri ale vntului. Cantitatea informa ional
furnizat de prognoza imediat este condi ionat de capacitatea de
anticipare i detectare a fenomenului respectiv. Tr snetele i
tornadele sunt fenomene care se pot anticipa numai cu cteva minute
nainte ca acestea s se produc , cu toate acestea, apari ia lor
poate fi detectat n timp real cu ajutorul detectorilor de fulgere i
a radarelor meteorologice.
Fig. 3.2. Sistemul de radare meteo din Romnia
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.23
Prognoze imediate specializate pentru Sistemul Na ional
Antigrindin Pentru evitarea pagubelor produse de grindin , Romnia
dezvolt un program de protec ie a unor importante zone agricole din
ar . Grupul de dezvoltare si aplicare Prognoze Specializate
furnizeaz prognoze privind posibilitatea de formare a norilor purt
tori de grindina precum si date despre localizarea spa iala a
zonelor ce trebuie ns mn are. Astfel Sistemul Na ional Antigrindin
are ca scop combaterea grindinii prin mpr tierea n atmosfer a unor
substan e (iodur de argint, substan despre care speciali tii n
protec ia mediului spun c este nepoluant ) care mpiedica formarea
granulelor de mari dimensiuni. Substan ele sunt mpr tiate cu
ajutorul unor rachete grupate n baterii de 5 - 10 buc i asigurnd
protec ia a aproximativ 150.000 hectare. Costul unei rachete este
de 250 dolari i sunt produse la fabrica Electromecanica SA Ploie
ti. Punctele de lansare Pe baza informa iilor primite de la
Institutul Na ional de Meteorologie si Hidrologie se ntocme te un
program de interven ie in cadrul unei ac iuni de combatere. In urma
acestei ac iuni se vor stabili punctele de lansare implicate, num
rul de rachete, unghiurile de azimut si n l are. Urmeaz lansarea
unui num r de rachete in zonele afectate si urm rirea efectului
ulterior. In punctul de lansare activitatea are ca scop verificarea
capacita ii opera ionale a sistemului prin simularea ac iunilor de
combatere a unui nucleu virtual ncheiata cu trageri reale. Un
centru de comanda poate administra de la sase la doisprezece puncte
de lansare. Acestea sunt situate pe cmp, in apropierea suprafe elor
ce trebuiesc protejate. Totodat acestea nu trebuie sa fie amplasate
in apropierea zonelor locuite pentru a nu pune in pericol siguran a
publica. Suprafe ele protejate mpotriva grindinii sunt de obicei
cultivate cu fructe si legume. Un punct de comanda acoper peste
100.000 de hectare de teren. Uneori proprietarii culturilor pot
cere ca o anumita zona sa fie protejata contra unei sume de bani
care se ridica la zeci de euro pentru un hectar anual. In teren,
punctul de lansare se prezint ca o suprafa a de cteva sute de metri
p tra i ncercuita cu gard si cu stlpi de iluminare. Pe aceasta
suprafa a se g se te baraca pentru depozit si un spa iu de locuit
pentru doua persoane: o persoana de paza si un operator al
echipamentelor. De obicei un punct de lansare este dotat cu doua
platforme de lansare a rachetelor antigrindin . Periodic sunt
executate exerci ii de pozi ionare si tragere dar si opera ii de
ntre inere a echipamentelor. Punctele de lansare ca si depozitul
logistic sunt supuse unei legisla ii foarte stricte in ceea ce
prive te distanta minima fata de zonele locuite, asigurarea pazei
si protec iei echipamentelor. Amplasarea in teren a punctului de
lansare trebuie sa tina cont de urm toarele aspecte: y amplasarea
suprafe elor protejate y accesul la o sursa de energie y existenta
cailor de acces y distanta fata de zonele locuite Sunt preferate
zonele de deal pentru amplasarea punctului de lansare deoarece
acestea nu sunt inundabile si pot asigura o mai buna vizibilitate.
In ultimul timp exista o preocupare tot mai mare fata de asigurarea
independentei energetice a punctelor de lucru prin folosirea
generatoarelor pe combustibil sau a surselor de energie
alternative: panouri fotovoltaice, mori de vnt. In punctele de
lansare sunt asigurate urm toarele facilita i: y semnalizarea
vizuala si sonora a st rilor de prealarma y interfa a pentru
comunica ii vocale y semnalizarea vizuala si sonora a st rilor de
alarma y afi area datelor de lansare y transmiterea datelor
monitorizate
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.24
Programul de dezvoltare tehnologica care cuprinde:y
y
ANTIGRINDINA (Sistem Na ional Antigrindin si de Simulare a
Precipita iilor) are n vedere crearea, pn n anul 2012 a unei re ele
de unitatea de combatere a c derilor de grindina si a unei unit i
speciale de avia ie pentru ns mn area norilor n vederea stimul rii
precipita iilor; SIMIN (Sistem Meteorologic Integrat Na ional)
demarat n 2001, este un proiect complex ce vizeaz modernizarea
surselor de date meteorologice si de mediu, integrarea informa
iilor ob inute automat de la noile surse de date cu cele furnizate
de aparatura existenta, pentru a asigura un suport de informa ii
meteorologice si hidrologice performant pentru Romnia.
Institutul Na ional de Cercet ri Aerospa iale "Elie Carafoli"
are un proiect, mp r it in 6 etape, in desf urare care i propune
realizarea unui complex aeropurtat format dintr-o platforma
aeriana, lansatoare de fuzee multirol multiple, elementele active
(rachete, trasoare, sonde senzori, etc. montate pe platforma
aeriana), care pe baza informa iilor primite de la un sistem de
detec ie parametri atmosferici si senzorii situa i la sol, sau ata
a i pe platforma aeriana, poate sa desf oare ac iuni de reducere a
efectelor fenomenelor meteo extreme asupra culturilor agricole si a
obiectivelor de interes na ional si strategic, avnd in acela i timp
si rolul de a modifica regimul parametrilor meteorologici de risc
si regularizarea acestora. Proiectul a nceput in ianuarie 2009 si
are ca data de finalizare anul 2011.
Sala operativa (sau punctul de comanda) este alertata de sta
iile de meteorologie locale. Ea este creierul opera iunilor de
combatere unde se iau cele mai importante decizii si sunt
coordonate toate p r ile componente ale Unit ii de combatere a
grindinii. Este dotata cu echipamente de calcul si echipamente de
comunicare dar si un num r suficient de tehnicieni si personal
auxiliar. Aceasta parte componenta a Unit ii de combatere a
grindinii este amplasata de obicei intr-un ora important din
apropierea zonelor care trebuiesc protejate.
3.2. Punctul central
Fig. 3.3 Schema administrativa a unit ii de combatere a
grindinii
Deciziile care se iau in sala operativa in continuare trebuie sa
fie luate rapid si eventualele hot rri de lansare sunt transmise
ctre punctul de lansare vizat. Un singur centru de comanda poate
asigura protec ia mpotriva grindinii a unei suprafe e echivalente
cu un jude . Depozitul logistic este situat de obicei in apropierea
s lii operative dar suficient de departe de zone locuite din motive
de securitate. Aici se g sesc depozitate rachetele antigrindin ,
rampe de lansare, piese de schimb si alte echipamente. Acest
depozit trebuie sa ndeplineasc o serie de condi ii stricte
referitoare la modul de depozitare al rachetelor, paza si protec ia
obiectivului dar si modul de transport al echipamentelor.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.25
Coordonarea activit ilor de depozitare si transport este
asigurata de la punctul de comanda de unde se dau ordine de
aprovizionare cu rachete si alte necesita i ale punctelor de
lansare din teritoriu. 3.2.1 Radar [19], [20], [22] Cel care
introduce intriga in procesul de combatere a c derilor de grindina
este radarul. O Unitate de Combatere a Grindinii cuprinde o sta ie
meteorologic , dotat cu un radar meteorologic cu efect Doppler.
Fig. 3.4 Radar meteorologic de tip Doppler
Radarul este un instrument complex de investigare a atmosferei,
un echipament electronic care folose te tehnica teledetec iei
active pentru detec ia intelor "vizibile" radar. Aceste inte sunt
de doua feluri: inte de natura meteorologica (nori care con in
precipita ii, neomogenit ii ale atmosferei, etc.) si inte de alta
natura dect meteorologica (orografie, cl diri, avioane, pas ri,
insecte, etc.).Termenul RADAR este un acronim al expresiei engleze
ti "RAdio Detection in Azimuth and Range" ceea ce nseamn detec ie
radio in azimut si distanta. Principiul de func ionare al radarului
a fost stabilit de c tre Watson si Watt in 1937. 3.2.2 Principii de
func ionare Radarul conven ional emite in atmosfera la intervale de
timp egale impulsuri de energie electromagnetica puternice, foarte
scurte si de frecventa ridicata. Energia este concentrata intr-un
fascicol de mica deschidere de c tre o antena directiva. intele de
orice natura, prezente in fascicol, intercepteaz o parte din
energia incidenta pe care o absoarbe si o radiaz in diverse direc
ii. Frac iunea reflectata spre radar este semnalul util. Daca
admitem, in prima aproxima ie ca, pe distante ce nu dep esc cteva
sute de km, undele electromagnetice utilizate se propaga in linie
dreapta si cu viteza constanta (c 3108 m/s), orientarea antenei si
timpul scurs intre emisia impulsului si recep ia semnalului permit
localizarea regiunii difuzate, in direc ie si in distanta. inta
este o regiune difuzanta ale c rei dimensiuni sunt importante in
raport cu cele ale fascicolului. Observa ia la toate distantele in
direc ia vizata, combinata cu mi carea antenei, permite efectuarea
unei explor ri in volum. Semnalul recep ionat de radar aduce
informa ii relative despre propriet ile mediului in fiecare din
punctele observate (granulometrie, viteza medie, turbulenta, etc.)
si despre distribu ia spatio-temporala a parametrilor m sura i
(geometria volumelor, structura, deplas ri relative, etc.). inta
radar poate fi orice zona unde indicele de refrac ie difer de cel
al mediului: orografia (zone de munte si de deal), obiecte locale
(copaci nal i, .linii de nalta tensiune, stlpi pentru relee, cl
diri), insecte si pas ri. inta de interes din punct de vedere
meteorologic, este reprezentata de ns i atmosfera si, mai precis,
de particulele de nori si de precipita ii. Avantajele sondajului
prin radar in compara ie cu alte mijloace de observare si m sur ri
atmosferice "in situ" si la distanta, sunt: y efectuarea unei
teledetec ii active a intei; observa ia este f cuta f r sa fie
necesara deplasarea instrumentului si exista posibilitatea de a
alege, cu precizie si in mod obiectiv, volumul sondat dintr-un
ansamblu mai vast; y explorarea poate fi f cuta in trei dimensiuni
oricnd, in volume foarte mari;
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.26
observa iile sunt continue in timp si spa iu rezolu ia este
satisf c toare pentru numeroase aplica ii; observa ia nu perturba
mediul in care este efectuata; datele ob inute sunt imediat
disponibile. Radarul prezint insa si cteva dezavantaje: y
ambiguitatea unor m sur tori y limitele rezolu iei y costul
echipamentelor.y y y y
Pe baza informa iilor primite de la Administra ia Na ionala de
Meteorologie se ntocme te un program de interven ie in cadrul unei
ac iuni de combatere. In urma acestei ac iuni se vor stabili
punctele de lansare implicate, num rul de rachete, unghiurile de
azimut si n l are. Urmeaz lansarea unui num r de rachete in zonele
afectate si urm rirea efectului ulterior. In punctul de lansare
activitatea are ca scop verificarea capacita ii opera ionale a
sistemului prin simularea ac iunilor de combatere a unui nucleu
virtual ncheiata cu trageri reale.
3.3 Punctul local
Fig. 3.5 Platforma de lansare a rachetelor intr-un punct de
lansare
Un centru de comanda poate administra de la sase la doisprezece
puncte de lansare. Acestea sunt situate pe cmp, in apropierea
suprafe elor ce trebuiesc protejate. Totodat acestea nu trebuie sa
fie amplasate in apropierea zonelor locuite pentru a nu pune in
pericol siguran a publica. Suprafe ele protejate mpotriva grindinii
sunt de obicei cultivate cu fructe si legume. Uneori proprietarii
culturilor pot cere ca o anumita zona sa fie protejata contra unei
sume bani care se ridica la zeci de euro pentru un hectar anual. In
teren, punctul de lansare se prezint ca o suprafa a de cteva sute
de metri p tra i ncercuita cu gard si cu stlpi de iluminare. Pe
aceasta suprafa a se g se te baraca pentru depozit si un spa iu de
locuit pentru doua persoane: o persoana de paza si un operator al
echipamentelor. De obicei un punct de lansare este dotat cu doua
platforme de lansare a rachetelor antigrindin . Periodic sunt
executate exerci ii de pozi ionare si tragere dar si opera ii de
ntre inere a echipamentelor. Punctele de lansare ca si depozitul
logistic sunt supuse unei legisla ii foarte stricte in ceea ce
prive te distanta minima fata de zonele locuite, asigurarea pazei
si protec iei echipamentelor. Amplasarea in teren a punctului de
lansare trebuie sa tina cont de urm toarele aspecte: y amplasarea
in suprafe elor protejate y accesul la o sursa de energie electrica
y existenta cailor de acces y distanta fata de zonele locuite Sunt
preferate zonele de deal pentru amplasarea punctului de lansare
deoarece acestea nu sunt inundabile si pot asigura o mai buna
vizibilitate. In ultimul timp exista o preocupare tot mai mare fata
de asigurarea independentei energetice a punctelor de lucru prin
folosirea generatoarelor pe combustibil sau a surselor de energie
alternative: panouri fotovoltaice, mori de vnt. In acest sens este
de men ionat lucrarea de doctorat a
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.27
Domnului Inginer Lauren iu Alboteanu din Craiova Pozi ionarea
panourilor fotovoltaice pentru sporirea randamentului energetic
care este unul din colaboratorii la aceasta lucrare. In punctele de
lansare sunt asigurate urm toarele facilita i: y semnalizarea
vizuala si sonora a st rilor de prealarma y interfa a pentru
comunica ii vocale y semnalizarea vizuala si sonora a st rilor de
alarma y afi area datelor de lansare y transmiterea datelor
monitorizate 3.3.1 Amenajare construc ii In general un punct de
lansare seam n cu cel ar tat in figura 3.6. Gardul de mprejmuire
are 30 X 50 m iar direc ia de referin a este de-a lungul laturii
mari. Din schema se observa cele doua rampe de lansare care sunt
bine fixate pe sol. Aceste instala ii sunt legate prin fire cu
punctul tehnic si cu ad postul de dare foc. In incinta punctului de
lansare se g se te si un rezervor de combustibil pentru alimentarea
generatorului de electricitate. Magazia de rachete este amplasata
din motive de siguran a intr-unul din colturile a ez mntului si
este protejata de doua ziduri de protec ie. Un container utilat
pentru ad postirea a 2-3 persoane este amplasat langa poarta. Aici
locuie te o persoana de paza si o persoana care se ocupa de
tragere. Se mai pot observa antena, cele doua paratr snete si ad
postul de dare foc. Punctul tehnic este o camera dotata cu
echipamente tehnice: calculator, telefon etc. ncerc ri au mai fost
f cute in anii 60 de c tre actuala UM Plopeni, insa rezultatele nu
au fost pe deplin satisf c toare si de asemenea in anii 70 de c tre
Academia Tehnica Militara care a si omologat in anul 1978 o racheta
recuperabila cu para uta. Din cauza lipsei de interes a autorit
ilor din acea perioada s-a renun at la acest mijloc de limitare a
efectelor c derilor de grindina. Un punct local actual con ine urm
toarele fig. 3.6: 2 Lansatoare C su a de locuit Redresor nc rcare
Magazie muni ie 2 Paratr snete Punct PSI Grup generator Toaleta
ecologica Suport cu roti Ad post de dare a focului Diverse
accesorii
Fig. 3.6 Schema unui punct de lansare
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.28
Platforma de lansare a rachetelor este asem n toare cu modelul
rusesc TKB-040 si poate lansa toate cele 12 rachete intr-un minut
fig. 3.7.
Fig. 3.7. Platforma romneasca de lansare a rachetelor
Portret de rachet Alpha-G, racheta antigrindin produs la
Electromecanica Ploie ti fig. 3.8, are urm toarele caracteristici:
- Calibru: 82,5 mm - Lungime: 1.402 mm - Mas total : 8,8 kg - Mas
nc rc tur util : 0,66 kg - Num r nuclee active formate: 3 x 1E+15 -
n l ime maxim a traiectoriei: 9.300 - B taie maxim :12.000 m - Timp
de lansare pn la momentul nceperii form rii nucleelor active: cca
13 s - Timp de autodistrugere: cca 41 s Fig. 3.8. Racheta
romneascaantigrindin Alpha-G
3.3.2 Partea mecanica Partea mecanica a unui punct local este
alc tuita din sistemul de pozi ionare a rampelor de lansare si
sistemul de pozi ionare a panourilor fotovoltaice. 3.3.3 Partea
electrica Partea electrica a unui punct local poate fi mp r it in
trei circuite mari: circuitul de alimentare cu energie electrica
pentru c su a de locuit si rampele de lansare circuitul de dare foc
circuite de achizi ie si comanda Problema alimentarii cu energie a
punctelor de lansare este foarte importanta datorita loca iilor
izolate in care se afla, astfel ca devine rentabila alimentarea si
producerea energiei din surse regenerabile: soare, vnt. Este de
remarcat lucrarea de doctorat a d-lui inginer Lauren iu Alboteanu
Cercet ri privind utilizarea energiei solare pentru alimentarea
consumatorilor electrici din sta iile antigrindin izolate care este
solu ia rezolv rii acestei probleme. Componentele unui sistem de
alimentare cu energie electrica produsa de soare sunt prezentate in
figura 3.9: -
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina D1
Panou fix Regulator 1 TC1 TC3
pa g.29
K2Invertor
AcumulatoriD2 Panou Orientat Regulator 2 TC2 TU
K1Consumatori c.a.
Consumatori c.c. Actuator Piranometru Temp1 Temp2 Fig. 3.9
Schema de principiu a sistemului fotovoltaic autonom TC1, TC2
traductoarele de curent pentru cele dou panouri fotovoltaice. TC3
traductor de curent pentru curentul absorbit de sarcin . D1 i D2 -
diode de sens pentru cele dou panouri PV. TU traductor de tensiune
pentru m surarea tensiunii de la bornele bateriei.
Sistem de dezvoltare cu microcontroler
PC
Temp1 senzor de temperatur pentru m surarea temperaturii
mediului ambiant. Temp2 senzor de temperatur pentru m surarea
temperaturii panoului fotovoltaic. K1 contactor pentru
conectare/deconectarea consumatorilor de curent continuu. K2
contactor pentru conectare/deconectarea consumatorilor de curent
alternativ.
Circuite de achizi ie si comanda: - circuit de achizi ie si
comanda pentru orientarea automata a panourilor fotovoltaice -
circuit de achizi ie si comanda pentru orientarea automata a
rampelor de lansare - circuit de achizi ie pentru rampa de lansare
Circuit de achizi ie si comanda pentru orientarea automata a
panourilor fotovoltaice este deja realizat de c tre ing. Lauren iu
Alboteanu si este prezentat in lucrarea de doctorat a acestuia.
Circuit de achizi ie si comanda pentru orientarea automata a
rampelor de lansare este in curs de realizare de c tre ing. Dan
Alboteanu. Cu ajutorul unei placi cu microcontroler se vor efectua
dezvoltarea, depanarea si execu ia programelor specifice achizi iei
a datelor provenite din proces. Este necesara buna cunoa tere a
resurselor pl cii pentru ntocmirea rutinelor de program in limbaj
de asamblare. Prin intermediul pl cii se va face achizi ia,
memorarea, prelucrarea, afi area acestora si transmiterea la
distanta la un calculator ierarhic superior. Limbajele folosite
sunt C, C++, limbajul de Asamblare sau toate. In C se vor concepe
rutinele din program folosite pentru opera ii matematice (nmul ire,
mp r ire, sc dere, etc.) iar in limbajul de Asamblare se vor
realiza rutinele care folosesc resurse interne ale
microcontrolerului: registrii interni, adresarea porturilor,
adresarea zonelor de memorie. Azimutul si n l area reala a instala
iei sunt achizi ionate prin intermediul unor traductoare astfel: -
azimutul se ob ine ca o tensiune de la un poten iometru. Aceasta
tensiune este propor ionala cu o valoare intre 0 si 355 de grade cu
pasul de 5 grade - n l area este data ca o valoare digitala
cuprinsa intre 0 si 14 care corespund valorilor de 20 respectiv 85
de grade n l are cu pasul de 5 grade
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.30
3.3.4 Comunica ii Componentele hardware ale sistemului
antigrindin in punctul de lansare sunt ilustrate in figura 3.10.
Containerul de locuit este prev zut cu un controler de comanda pe
post de master. Acest controler este legat la antena si la
celelalte componente printr-o leg tura de tip RS485. Instala iile
de lansare sunt prev zute cu un controler aflat in modul slave in
raport cu controlerul din camera de locuit. Tot ca slave este pus
si controlerul din ad postul de dare foc aflat la 30 -35 m fata de
instala iile de lansare. Aici se g se te si pupitrul de comanda
conectat la sursa de energie.
Fig. 3.10 Arhitectura hardware in punctul de lucru
Se dore te ob inerea urm toarelor func ii in interiorul ad
postului de dare foc afi are azimut instala ie lansare n l are
(eleva ie) prezenta rachete pe rampa comanda selectare instala ie
lansare pozi ionarea azimut n l are Sta iile meteorologice transmit
prin mijloace de comunicare informatice datele referitoare la
deplasarea norilor cu poten ial de grindina. Dup evaluarea situa
iei si efectuarea calculelor necesare, in sala de comanda se poate
lua decizia de lansare de rachete. Aceasta decizie este imediat
transmisa punctului de lansare mpreuna cu coordonatele de lansare.
Comunicarea dintre punctul de comanda si punctul de lansare se face
in principal prin telefonie. Sistemul de transmisie este verificat
si controlat in ntregime din punctul de comanda. Datele sunt
transmise dinspre punctul de comanda in spre punctele de lansare
dup asigurarea urm toarelor secven e: y prealarma vine dinspre
punctul de comanda si este semnalizata vizual si sonor y alarma
este si ea semnalizata vizual si sonor
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.31
y coordonatele de lansare se transmit c tre punctul de lansare
date privind identificarea instala iei de lansare, num rul de
rachete, azimutul, n l are grup 1 si n l are grup 2, momentul lans
rii pentru fiecare instala ie de lansare in parte. y ordinul de
lansare y sfr it alarma Monitorizarea instala iei de lansare se
face printr-o transmisie automata de date c tre punctul de comanda
dup intervale prestabilite sau in momentul apari iei de modific ri.
Sistemele si echipamentele aflate in punctul de comanda permit urm
toarele facilita i: y selectarea punctului cu care se stabile te
leg tura y posibilitatea de activare/dezactivare a canalului de
comunica ie y ecran pentru afi area comenzilor specifice y
transmiterii automate a coordonatelor de lansare din cadrul unui
program adiacent y consola pentru comunica ii vocale y nregistrare
tuturor comenzilor si a altor date Un sistemului pentru
monitorizarea informa iilor transmite in cadrul un punct de lansare
se poate realiza prin echipamentul MONIGRIN fig. 3.11 realizat in
cadrul Centrului de Inovare si Transfer Tehnologic al Universitarii
din Craiova. Echipamentul con ine: - Automat Rampa de Lansare ARL -
Automat Central din Punctul de Lansare ACPL conectate conform
figurii 2.11 Circula ia informa iei in cadrul sistemului presupune
utilizarea si interconectarea a doua magistrale informa ionale: -
magistrala de tip RS485 ntre automatul central din punctual de
lansare (ACPL) i automatele de pe lansatoarele de rachete (ARL); -
magistrala de tip RS232 intre automatul central din punctual de
lansare si modem-ul telefonic. La celalalt cap t al liniei
telefonice se afla un modem si un PC (punctul de comanda).
Fig. 3.11. Structura sistemului pentru monitorizarea informa
iilor transmise
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.32
Sistemul pentru monitorizare informa iilor transmise asigur : -
Leg tura vocal bidirec ional ntre Punctul de comand i Punctele de
lansare; - Transmisie de date - comenzi de la Punctul de comand la
Punctele de lansare; - Transmisie de date - monitorizarea lans
rilor din Punctele de lansare n Punctul de comand ; Distan a maxim
dintre punctul de comand si punctele de lansare este de 120 km.
Liniile de comunica ii acceptate sunt liniile telefonice RomTelecom
i canalele telefonice GSM. n cazuri excep ionale, acolo unde
serviciile telefonice nu sunt accesibile, sunt acceptate si
echipamente de comunica ii radio. Controlul sistemului de
transmisie se va face integral din punctul de comanda. Stabilirea
leg turii de comunica ie se realizeaz la cerere din punctul de
comand i va dura att timp ct este necesar . Leg tura vocal asigur
posibilitatea de comunicare de tip telefonie ntre punctul de comand
i punctul de lansare. Leg tura se ini iaz din punctul de comand i
se semnalizeaz n punctul de lansare sonor si optic..
a
b
Fig. 3.12. Automatul MONIGRIN a) Placa de baz ; b) Vedere de
ansamblu
Transmisia de date - comenzi asigur transmiterea comenzilor din
punctul de comanda n punctul de lansare astfel: - comanda de
prealarm : se transmite din punctul de comand i se semnalizeaz
sonor si vizual; - comanda de alarm : se transmite din punctul de
comand i se semnalizeaz sonor i vizual; - coordonatele de lansare:
instala ia de lansare; num rul rachetelor; azimut; n l are grup l;
n l are grup 2; momentul lans rii, pentru fiecare instala ie de
lansare. - comanda lansare pe coordonatele stabilite; - comanda sfr
it alarma. Transmisia de date - monitorizare asigura datele
destinate monitoriz rii instala iilor de lansare. Leg tura se ini
iaz din punctul de comanda iar transmisia se realizeaz automat la o
rata stabilita sau n momentul modific rii unuia din parametrii,
astfel: num rul instala iei de lansare; tipul instala iei de
lansare; azimutul; n l rile celor doua grupuri; prezenta rachetelor
pe instala ie; momentul achizi ion rii datelor, pentru fiecare
instala ie de lansare n parte. Echipamentul aflat n punctul de
comanda asigura urm toarele facilita i: - posibilitatea de selec ie
a punctelor de lansare cu care se stabile te leg tura; -
posibilitatea de activare / nchidere a canalului de comunica ie; -
consola pentru transmiterea comenzilor specifice; - posibilitatea
de transmitere automata a coordonatelor de lansare din cadrul unui
program adiacent; - consola pentru afi area datelor monitorizate; -
consola pentru comunica ii vocale; - posibilitatea de nregistrare a
datelor.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.33
Echipamentul aflat n punctul de lansare asigura urm toarele
facilita i: - interfa a pentru comunica ii vocale; - semnalizare
sonora si vizuala a semnalului de prealarma; - semnalizare sonora
si vizuala a semnalului de alarma; - afi area datelor de lansare;
transmiterea automata a datelor de monitorizare
4. Propuneri privind sistemul informaticSistemul informatic este
un ansamblu de strategii, proceduri, activit i i echipamente,
corelate informa ional i func ional (fig.4.1) astfel nct s asigure
prevenirea dezastrelor provocate de grindin i s previn de
ertificarea prin stimularea precipita iilor i men inerea
echilibrului natural.
Fig. 4.1. Sistem informatic antigrindin
Structura hardware a sistemului informatic grindin cuprinde urm
toarele subsisteme: - echipamente pentru identificarea norilor
poten ial purt tori de grindin - echipamente pentru coordonarea
lans rii rachetelor antigrindin - echipamente automatizate pentru
lansarea rachetelor antigrindin - echipamente pentru alimentarea cu
energie electric de la panouri fotovoltaice Sistemul informatic va
ncerca sa integreze date legate de: date meteorologice,
coordonatele culturilor protejate, ale punctelor de lansare si ale
punctelor centrale, tipul culturilor, raza de ac iune a punctelor
de lansare, drumuri acces, prezenta rachete pe rampa unui punct de
lansare, date legate de pozi ionarea rampei, modalit i de selec ie,
date despre sistemul de alimentare cu energie electrica, evidenta
lans rilor, a stocurilor de rachete, etc. Sistemul informatic va
avea doua componente principale: - sistemul pentru luarea deciziei
de lansare - sistemul pentru asistarea deciziei de lansare Sistemul
pentru luarea deciziei de lansare se adreseaz exclusiv punctului
central de comanda. Sistemul se dore te a fi un GIS multifunc ional
care sa poat sa ajute personalul punctului central asupra
deciziilor ce trebuie luate in situa ii limita. Sistemul
meteorologic actual din tara noastr permite un update la fiecare
circa 7-9 minute, informa iile cu evolu ia norilor ajung in punctul
de comanda la aproximativ fiecare 15 minute. Pentru ca timpul scurs
intre momentul ultimului update al norilor si timpul pentru comanda
de tragere sa fie cat mai scurt este necesara integrarea multor m
rimi astfel nct operatorul sa aib cat mai multa informa ie comasata
intr-un ecran. Principalele straturi de informa ie - m rimi de
intrare sunt legate de: evolu ia norilor, relieful si zonele
cultivate, punctele de lansare si elementele organizatorice.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.34
Situa ia noroasa a regiunii protejate este foarte importanta,
interven ia va avea loc numai daca radarul meteo semnaleaz prezenta
grindinii sau riscul de apari ie al acesteia fig. 4.2.
Fig. 4.2 . Exemplu de evolu ie a norilor in Romnia si in zona
Olteniei
(Sursa: http://vremea.meteoromania.ro/taxonomy/term/10 )
In figura 4.3 sunt prezentate in mod simbolic suprafe ele
cultivate ce trebuie protejate, reprezentate prin poligoane
rectangulare de diverse culori: verde, albastru, galben,
portocaliu, ro u simboliznd tipul fiec rei culturi (pomi
fructiferi, vita de vie, gru, porumb, etc); coordonatele punctului
central si punctelor de lansare sunt reprezentate prin buline
albastre si respectiv buline ro ii. Raza de ac iune a rampelor de
lansare este si ea importanta, de asemenea este eviden iata si zona
pe care o acoper un punct central. Drumurile de acces si tipul
acestora (agricole, jude ene, na ionale, europene) sunt eviden iate
pentru o interven ie prompta in cazul unei avarii.
Punct local 2 Punct local 4 Punct Central 1
Punct local 1
Punct local 3
Punct local 5
Fig. 4.3. Ipoteza de realizare a proiectului
Principala ie ire a acestui sistem o reprezint decizia
operatorului. Punctul local decis va putea fi accesat prin
intermediul unei aplica ii care va face leg tura spre sistemul
pentru asistarea deciziei de lansare.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.35
Principalele date de intrare pentru acest sistem sunt
reprezentate de: - Rampa lansare num r pentru o identificare sigura
de c tre operator - Tensiunea acumulatori verificarea valorii
energiei disponibile a sistemului de alimentare; datorita
sistemului de prioritizare a consumatorilor se va asigura tot
timpul energia minima pentru pozi ionare rampa si dare foc. -
Confirmare prezenta nori grindina un element de siguran a naintea
lans rii - Confirmare spa iu aerian liber - un element de siguran a
naintea lans rii - Deschidere/nchidere incinta rampa un element de
securitate si de protec ie a rampei de lansare - Elementele de pozi
ionare: azimut si n l tor - Num rul si pozi ia de prezenta a
rachetelor pe rampa astfel se asigura un control asupra activit ii
de lansare si nc rcare rampa - Alegerea rachetelor pentru lansare -
Altitudinea de explozie pentru o eficienta mare a activit ii de
combatere a c derilor de grindina este important locul ns mn rii in
nor; acest lucru se realizeaz prin pozi ionare rampa si printr-o
programare a altimetrului prezent in racheta. Principalele date de
ie ire vor fi reprezentate de: pozi ionare rampa, comanda tragere
si raportul de tragere zilnica, lunara. Interfa a prezentata in
figura 4.4 a fost realizata in mediul de programare Visual Basic
6.
Fig. 4.4. Interfa a sistemul informatic de asistarea
deciziei
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.36
5. Exemplu de sistem informatic de analiza a evolu iei
norilorHASIS este un sistem informatic de combatere a grindinii.
Acest sistem conecteaz 13 centre radar si peste 1600 caracteristici
ale Basic HASIS 3D: - procesare digitala in timp real a semnalului
radar - Vizualizarea datelor radar - Detectarea in timp real a
celulelor de grindina - Suport GIS pentru calculul parametrilor de
ac iune (n l are, azimut, sta ii antigrindin , tip racheta si ns mn
are coordonare eficienta cu centrul de control zbor - Simulare ns
mn are si suport analiza - Generare raport suport - Vizualizarea
integrata a imaginii radar, har ii topografice si straturi
vectoriale - Calculul parametrilor de ns mn are bazat pe matrice
reflexive 3D - Suport pentru o varietate de tipuri de produse
radar: - Reflexivitate - Vnt - L imea spectrala - Reflexivitate
diferen iala Caracteristici Avansate HASIS 3D: - Vizualizarea
integrata a terenului 3D si isosurfata norului 3D - Vizualiz ri
izometrice multiple 3D ale norului - Vizualizarea traiectoriilor
rachetelor de ns mn are - Vizualizarea sec iunilor izometrice
orizontale si verticale
Structura sistemuluiVizualizare 3D Isosurface Vizualizare
izosurfata multipla 3D
Vizualizare traiectorii de rachete 3D
Traiectorii ns mn are rachet vizualizare 3D
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.37
Vizualizare sec iune transversal vertical
Vizualizare sec iune transversal Orizontal
Descrierea
Descrierea
2 D i integrarea modul 3D
3D slab i integrarea 3D teren
Vizualizare IPP
Suport GIS
Vizualizare RHI
Analiza 3D a norului
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.38
ConcluziiSistemele de managementul riscurilor au nceput sa aib o
importanta din ce in ce mai mare, in principal datorita efectelor
devastatoare provocate de schimb rile climatice. Astfel, sistemelor
de combatere a c derilor de grindina a cunoscut o evolu ie
importanta in ultima parte a secolului al XX-lea. Sistemele
antigrindin cu eficienta sporita se bazeaz pe principiul ns mn rii
norilor att din zona aeriana cat si din cea terestra. Datorita
evolu iei sistemelor radar si a soft-urilor dedicate, norul nu mai
este perceput ca un obiect ci ca un proces fizico-chimic in care
sunt importante zonele exacte de interven ie pentru a se produce o
modificare favorabila a acestuia. Cele mai eficiente sisteme de
combatere a c derilor de grindina se dovedesc cele care folosesc ns
mn area norilor cu ajutorul rachetelor pentru ca se pot folosii in
orice condi ii si permit o ns mn are in volumele din nor dorite.
Sistemul informatic propus va avea doua componente principale:
sistemul pentru luarea deciziei de lansare si sistemul pentru
asistarea deciziei de lansare. Realizarea unui sistem informatic
integrat de monitorizare a unit ilor de lansare a rachetelor
antigrindin va permite: o eficienta sporita prin mic orarea
timpului de interven ie, o mai buna organizare, un grad de
securitate ridicat. Ar fi de dorit, pe viitor, realizarea unor
sisteme care sa permit o analiza a efectelor interven iei
antigrindin asupra norilor purt tori, asem n toare sistemului
prezentat HASIS.
Structura sistemelor de combatere a c derilor de grindina
pa g.39
Bibliografie[1]. *** -
http://www.anelfa.asso.fr/-Prevention-.html [2]. *** -
http://www.radiometrics.com/CMA%20Weather%20Mod.pdf [3]. *** -
http://www.weathermod-bg.eu/pages/izk_en.php [4]. *** -
http://meteoradar.hit.bg/pbv_bme.html [5]. *** -
http://www.evidencesoup.com/canopener/2009/06/the-wikipedia-page-on-hail-cannonsreviews-the-scientific-evidence----not-favorably-i-might-addtoday-boing-boing-picked-up.html
[6]. *** -
http://www.incas.ro/PNCDI2_Program4/2008/C52-106/prezentare_proiect.htm
[7]. *** - http://www.nawcinc.com/l [8]. *** -
http://ro.wikipedia.org/wiki/Tun_sonic [9]. *** -
http://www.anti-grele.fr/antigrindina_protectie.htm [10]. *** -
http://www.samiralagro.md/index.php?option=com_content&view=article&id=57&
Itemid=55& lang=md [11]. *** -
http://www.texasweathermodification.com/faq.html#1 [12]. *** -
http://www.most.gov.cn/eng/newsletters/2007/200705/t20070522_49921.htm
[13]. *** -
http://www.smmiab.se/English/Environment/GroundGenerator.html [14].
*** - http://www.smmiab.se/English/Environment/Environment.html
[15]. *** -
http://www.chapaew.ru/default.aspx?page=./10508/10527/10540&mode=prod&type=
en&s=ujseks45s13c0v45a4p0aa55 [16]. *** -
http://www.cloud-seeding.com/ [17]. *** -
http://www.anelfa.asso.fr/-Efficacite-.html [18]. *** -
http://www.krusik.rs/CIVIL.PROG_eng/index.htm - sistem serbia [19].
International weather radar networking: final seminar of the COST
Project 73 By C. G. Collier, Commission of the European Communities
http://books.google.com/books?id=qcf6XiL60UUC&pg=PA174&dq=%22hail+suppress
ion%22
&lr=&as_drrb_is=q&as_minm_is=0&as_miny_is=&as_maxm_is=0&as_maxy_is=&num=20&
as_brr=3&cd=12#v=onepage&q=%22hail%20suppression%22&f=false
[20]. *** - http://www.meteoromania.ro/index.php?id=431 [21]. *** -
http://www.vaisala.com/index.aspx [22]. *** -
en.wikipedia.org/wiki/Doppler_radar [23]. *** -
http://www.elmec.ro/r_produse.html [24]. ***-
http://mbi-intl.co.in/word-anti-hail-guns-presentation-word.pdf
[25]. *** - Sisteme autonome automatizate-surse de alimentare cu
energie electrica a consumatorilor serviciilor antigrindin ,
folosind energia solara si eoliana. Contract CIITT 575/2000 -
ANSTI, in colaborare cu Universitatea Tehnica a Moldovei,
Responsabil Manolea Gh, Colectiv CIITT Anul 2000, 2001, 2002. [26].
*** HOT RRE nr.604 din 28 iulie 1999 privind aprobarea Programului
de realizare a Sistemului na ional antigrindin i de finan are a
acestuia [27]. *** HG nr. 601/2009 privind aprobarea Regulamentului
de organizare i func ionare al Administra iei Sistemului na ional
antigrindin i de cre tere a precipita iilor, a Structurii
organizatorice a Administra iei Sistemului na ional antigrindin i
de cre tere a precipita iilor i a unit ilor din subordine [28].
Zugravescu D., Manolea Gh., Alboteanu L., ulea C., Anti-hail system
- geonomic component of modern science, Proccedings of the WSEAS
International Conference, Bucharest, Romania, 2010 [29]. Teza
doctorat, L. Alboteanu, Pozi ionarea panourilor fotovoltaice pentru
sporirea randamentului energetic