Technika zdalnej detekcji RST – studium przypadku wykrywania korozji

Opublikowane przez Odoratum w dniu

Psy detekcyjne pracujące zdalnie (RST – Remote Scent Tracing) zwykle zajmują się wykrywaniem ładunków wybuchowych lub przemytu. Metoda ta wiąże się z pobraniem próbek z lokacji gdzie pies lub człowiek nie może przebywać ze względów bezpieczeństwa, logistycznych lub środowiskowych. Przykładem może być granica palestyńsko-izraleska, gdzie z powodu wysokich temperatur psy nie są w stanie wykonać jakościowej pracy. W celu wykrycia przemytu pobiera się próbki powietrza z samochodów i prezentuje je psom w klimatyzowanym pomieszczeniu. Podobnie sprawa ma się w przypadku przeszukania samolotów lub luków bagażowych w celu wykrycia ładunków wybuchowych – europejskie prawo dopuszcza, aby psy pracowały zdalnie na podstawie pobranych próbek powietrza. Czasem wynika to również z wygody, tak jak w przypadku psów wykrywających raka, próbki pobrane z różnych szpitali i klinik analizowane są gdzie indziej przez przeszkolone instytucje.

W opisanym studium przypadku technika RST została wykorzystana dla celów badawczych, aby móc zidentyfikować korozję rur w rafineriach i zakładach gazowniczych. Rurociągi często pokryte są warstwą izolacyjną i powłokami ochronnymi, aby zminimalizować utratę ciepła. Znacznie utrudnia to inspekcje i wymusza ściąganie materiałów izolacyjnych z rur, tak aby pracownicy mogli wzrokowo ocenić skalę uszkodzeń, po czym rury muszą zostać pokryte ściągniętymi powłokami na nowo. Jako, że jest to bardzo czasochłonne i kosztowne, ale jednocześnie niezbędne, stwierdzono, że wykorzystanie psów detekcyjnych będzie bardziej optymalnym rozwiązaniem.

Na potrzeby badania przeszkolono 5 psów RST do wykrywania korozji podizolacyjnej. Szkolenia odbywały się 2-4 razy w tygodniu, a każda sesja trwała od 10 do 20 minut. Każdorazowo psy poddawane były od 3 do 8 próbom, podczas każdej stosowano 12 różnych nośników z zapachem na karuzeli.
Do celów szkolenia użyto próbek pobranych z rur zakładów gazowniczych. Próbki zapachowe wykonano przez zasysanie powietrza z korków spustowych w materiale izolacyjnym otaczającym rury, bez potrzeby jego zdejmowania. Powietrze pobrano z wełny mineralnej – próbka zapachowa, która miała być wskazywana przez psy pochodziła z zardzewiałych rur, natomiast dla przeciwwagi użyto wełny z rur bez śladów korozji. Ogółem wyróżniono 6 stopni korozji (od całkowicie „czystych” próbek, przez te z niskim prawdopodobieństwem korozji, aż po pewne wstępowanie korozji), na podstawie oceny wzrokowej – wełna ze skorodowanych rur nosiła na sobie liczne splamienia w typowo pomarańczowo-brązowym kolorze, czasem nawet z fragmentami zardzewiałego metalu, natomiast próbki kontrolne nie posiadały takich osadów, i były w jednolitym kolorze. 

Próbki zapachowe zostały pobrane z dwóch zakładów operujących na terenie Norwegii, podczas każdej sesji treningowej używano próbek wyłącznie z jednej lokacji.

W celu przygotowania markerów użyto dwóch rodzajów próbek – pierwszym z nich były filtry treningowe o cylindrycznym kształcie, które zostały nasycone zapachem poprzez umieszczenie ich w słoiku z pobranym wcześniej powietrzem, a następnie umieszczone w szczelnej kasetce, która miała zminimalizować skażenie do momentu treningu (ten zazwyczaj odbywał się tego samego dnia). Podczas szkolenia kasetki umieszczane były na karuzeli zapachowej, i stosowane jednorazowo – ogółem zużyto 10.000 próbek wykonanych w ten sposób.

Drugim rodzajem próbek były te same filtry, tyle że w podwójnych kasetkach – były one bowiem pobierane bezpośrednio na miejscu w zakładzie, a nie ze słoika ze wcześniej pobranym powietrzem. Ogółem stworzono w ten sposób 800 próbek, z czego 421 zostało użytych podczas szkolenia i testów.
Szkolenie zawierało 7 etapów zaawansowania:

  1. Trening wstępny – oznaczanie bez karuzeli (praca na zabawce – Kongu).
  2. Trening wstępny – oznaczanie z karuzelą (praca na zabawce – Kongu)
  3. Trening identyfikacji zapachu (rozróżnienie zapachu zabawki – Konga spośród innych zapachów – podczas szkolenia stopniowo zmniejszano intensywność zapachu).
  4. Trening przejściowy – stopniowa wymiana zapachu zabawki na zapach skorodowanych materiałów.
  5. Trening rutynowy – praca na pierwszym typie próbek (ze słoika), pies okazjonalnie nie był nagradzany za poprawne wskazanie, wykorzystywano 2-4 próbek z zapachem na 12 próbek ogółem.
  6. Trening ostateczny – praca na drugim typie próbek (bezpośrednio z zakładów gazowniczych) wymieszanych z pierwszym typem (ze słoika).
  7. Testy – podwójnie ślepe próby (przewodnicy psów i obserwator nie znali miejsc ukrycia próbek zapachowych) na drugim typie próbek (część próbek była znana, a część nie była określona).

Powodem użycia konga w początkowej fazie szkolenia była chęć uniknięcia negatywnych skojarzeń psa wynikających z błędów szkoleniowych – tą samą metodę wykorzystuje się w szkoleniu psów do detekcji ładunków wybuchowych.

Każda sesja szkoleniowo-testowa przebiegała podobnie – asystent umieszczał 12 próbek zapachowych na karuzeli po czym opuszczał laboratorium, a przewodnik wpuszczał do niego psa. Pies krążył dookoła karuzeli przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Jeśli pies usiadł przy prawidłowej próbce, asystent sygnalizował to przewodnikowi przy użyciu zielonego światła, aby ten mógł następnie nagrodzić psa zabawką, po czym obydwoje opuszczali laboratorium.

Gdyby pies wskazał błędnie zapach, przewodnik zostałby powiadomiony w ten sam sposób czerwonym światłem i wyprowadziłby psa bez nagrody.

Podczas podwójnie ślepej próby pies mógł wskazać próbkę, o której poprawności nie wiedział zarówno przewodnik jak i asystent. W takich przypadkach pies nagradzany był wyłącznie pochwałą – przewodnik powiadomiony żółtym światłem wołał psa wesołym głosem bez żadnej materialnej nagrody i wyprowadzał psa z laboratorium.

Podobnie kształtował się protokół postępowania w sytuacji, kiedy pies nie wskazał żadnej próbki – przewodnik wołał go wesołym głosem i wyprowadzał do innego pomieszczenia.

Po każdym wskazaniu (poprawnym bądź negatywnym), asystent usuwał wskazaną kasetę z karuzeli, po czym przewodnik ponownie wprowadzał psa do laboratorium i proces się powtarzał, aż do momentu kiedy żadna z pozostałych próbek nie zawierała zapachu korozji. W takiej sytuacji pies nie wskazywał żadnej próbki i przewodnik wyprowadzał go z laboratorium wesoło przywołując. Po takiej sesji wszystkie kasetki były wymieniane na nowe i proces się powtarzał.

Ogółem przeprowadzono 245 sesji, pierwotnie tylko na próbkach pobranych ze słoika, z czasem zaczęto używać tych bezpośrednio z zakładów gazownictwa, i to je wykorzystano ostatecznie w podwójnie ślepych próbach.

Podczas treningu nie obyło się bez kilku problemów – szkolenie było wolniejsze z powodu włączenia próbek z drugiego zakładu gazownictwa. Początkowo też zawiódł sprzęt do pobierania próbek, co zostało szybko zidentyfikowane, na podstawie błędnych wskazań przez psy i później naprawione. Analizowane dane zawierały tylko progres uzyskany przy użyciu nieskażonych próbek.

Podczas dwuletniego projektu (2009-2012), psy przeszkolone do wykrywania korozji były w stanie wykryć zaczątki rdzy we względnie dobrze wyglądających rurach. Samodzielnie wykazywały 59% skuteczność, średnio wskazując błędnie jedynie 3% miejsc. Stosowanie więcej niż jednego psa do sprawdzania próbek znacząco podnosiło skuteczność. Wstępne rezultaty podczas podwójnie ślepej próby 5 psów były bardzo obiecujące: wykrywalność na poziomie 92% oraz selektywność 93%.

Analiza chemiczna próbek wykazała, że nie są one zupełnie jednorodne przez co szkolenie było utrudnione, i wyniki psów są gorsze. Być może zwiększona kontrola próbek i chemiczne profilowanie poprawiłoby wyniki. Oczywiście zdolności psów oraz ich sygnatury węchowe są również nie bez znaczenia (*receptory węchowe psów różnią się w zależności od osobnika, wynika to między innymi od tego z jakimi zapachami i w jakim natężeniu dany pies miał styczność – przyp. red.).

Systematyczny trening, zastosowanie prawdziwych próbek zapachowych i wykorzystanie kilku psów zwiększyło pewność instalacji rurociągowych w zakładach gazowniczych.

Zastosowanie tego systemu jako narzędzia zapobiegawczego awariom i obniżce produktywności w zakładach gazowniczych wydaje się być zasadne i pozwala na ograniczenie badań okresowych poprzednią metodą. Dzięki temu firmy produkcyjne są w stanie efektywnie zarządzać swoimi zasobami, które do tej pory wykorzystywane były do zwyczajowej inspekcji.

Badanie przeprowadzono dzięki wsparciu Gassco i Statoil ASA.

Tłumaczenie streszczenia artykułu z języka angielskiego:

„Using dogs to detect hidden corrosion”
A. Schoon, R. Fjellanger, M. Kjeldsen, Kai-Uwe Goss


0 Komentarzy

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *