1 Structura sistemelor de combatere a caderilor de grindina

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


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 .


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.


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


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


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.


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


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


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.


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.


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.


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


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.


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.


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


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]


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


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


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


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


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


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.


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;


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


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


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


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


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


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.


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.


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.


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


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


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


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.


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

1 Structura sistemelor de combatere a caderilor de grindina

Documents

Transcript of 1 Structura sistemelor de combatere a caderilor de grindina