Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Southern Methodist στο Ντάλας των ΗΠΑ (SMU) ανέπτυξαν ένα μηχανισμό απόσβεσης κραδασμών γεμάτο με άμμο, αντί για το ειδικό λάδι όπως συνηθίζεται στα συμβατικά συστήματα. Τέτοιοι αποσβεστήρες εγκαθίστανται σε ψηλά κτίρια, γέφυρες και άλλες κατασκευές, προκειμένου να απορροφούν μέρος της ενέργειας των κραδασμών και να περιορίζουν τις ταλαντώσεις που μεταφέρονται στα δομικά στοιχεία, όπως οι δοκοί και οι κολώνες.
Οι συμβατικοί αποσβεστήρες υγρού χρησιμοποιούν συνήθως λάδι σιλικόνης. Παρότι συμβάλλουν στη μείωση των καταπονήσεων και στην αύξηση της διάρκειας ζωής μιας κατασκευής, έχουν υψηλό κόστος και η αντικατάσταση ή επισκευή τους μπορεί να είναι ιδιαίτερα δύσκολη.
Αυτό που διαπίστωσαν οι ερευνητές είναι ότι στη θέση του ελαίου που μπορεί να υπερθερμανθεί και να διαρρεύσει, η άμμος διατηρεί την αποτελεσματικότητά της σε ακραίες θερμοκρασίες, καθώς και σε υγρασία.
«Τα περισσότερα αμορτισέρ που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές πολιτικού μηχανικού και άλλα συστήματα απορρόφησης κραδασμών χρησιμοποιούν λάδι σιλικόνης για την απαγωγή της ενέργειας», εξηγεί ο Νίκος Μακρής, καθηγητής Πολιτικών Μηχανικών στη Lyle School of Engineering του SMU και επικεφαλής της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο ASCE Journal of Engineering Mechanics.
Όπως σημειώνει, το πρόβλημα είναι ότι οι συγκεκριμένες συσκευές υπόκεινται σε διαφορετικού τύπου φορτία, μεταξύ των οποίων και μεγάλης διάρκειας, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρες διαρροές. «Αυτό που διαφέρει και είναι πραγματικά καινοτόμο με τον αποσβεστήρα άμμου υπό πίεση είναι ότι περιέχει άμμο αντί για λάδι», αναφέρει ο ερευνητής. (SMU)
Η ιδέα προέκυψε, σύμφωνα με το SMU, όταν ο Μακρής πληροφορήθηκε ότι και οι 94 αποσβεστήρες με λάδι που είχαν εγκατασταθεί στη γέφυρα Bay Bridge στην Καλιφόρνια παρουσίασαν διαρροές μέσα σε λιγότερο από πέντε χρόνια.
Όταν ένας συμβατικός αποσβεστήρας παρουσιάσει βλάβη, η λύση δεν είναι απλώς η προσθήκη νέου ελαίου, αλλά θα πρέπει να αφαιρεθεί από την κατασκευή και να επισκευαστεί ή αντικατασταθεί. Στο διάστημα αυτό και όσο διαρκεί η διαδικασία, τα κτίρια είναι ευάλωτα σε δονήσεις, ενώ όπως επισήμανε ο Λιανγκ Τσάο, επίκουρος καθηγητής Πολιτικών Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο του Μισισίπι, ακόμα κι ο άνεμος μπορεί να προκαλέσει αισθητές ταλαντώσεις στους ανθρώπους που βρίσκονται μέσα σε ένα ψηλό κτίριο. Όπως είπε, σε ψηλά κτίρια ακόμα και η κατασκευή τους είναι απόλυτα ασφαλής, οι κραδασμοί είναι πιθανό να προκαλέσουν ναυτία και να δυσκολέψουν την εργασία των ανθρώπων που βρίσκονται στο εσωτερικό. Δεν είναι τυχαίο ότι ουρανοξύστες που έχουν σχεδιαστεί για να ταλαντώνονται ώστε να απορροφάται και να διαχέεται η ενέργεια με ασφάλεια, έχουν συνδεθεί με συμπτώματα κόπωσης, κακής διάθεσης και δυσκολίας συγκέντρωσης.
Αντίθετα, σύμφωνα με τους ερευνητές, οι αποσβεστήρες με άμμο υπό πίεση μπορούν να κατασκευαστούν και να παρακολουθούνται ευκολότερα, ενώ σε περίπτωση βλάβης μπορούν να επισκευαστούν ή να αντικατασταθούν μέσα σε λίγες ώρες.
Η ομάδα τους δοκίμασε σε μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, με την εσωτερική θερμοκρασία να φτάνει έως τους 140 βαθμούς Κελσίου και να πέφτει έως τους 42 βαθμούς Κελσίου. Παράλληλα, εξέτασαν κατά πόσο η παρουσία υγρασίας επηρεάζει τη λειτουργία τους. Τα πειράματα έδειξαν ότι ακόμη και όταν η άμμος βραχεί, η απόδοση του αποσβεστήρα δεν επηρεάζεται. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα εξακολουθεί να λειτουργεί ακόμη και όταν αναπτύσσεται υγρασία.
Μέχρι στιγμής τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά. Το επόμενο βήμα είναι να διεξαχθούν επιπλέον δοκιμές, μέσω προσομοιώσεων και σε πραγματικές συνθήκες, χρησιμοποιώντας μια κατασκευή μεγάλης κλίμακας. Στόχος των ερευνητών είναι να βελτιστοποιήσουν τη λειτουργία των αποσβεστήρων σε δυναμικές συνθήκες και να επιβεβαιώσουν την αποτελεσματικότητά τους όταν ενσωματώνονται σε ένα πλήρους κλίμακας δομικό σύστημα. Αν τα ευρήματα είναι θετικά, η άμμος θα μπορούσε να αποδειχθεί μια απλή αλλά σημαντική εναλλακτική για την ασφάλεια των υποδομών.
Διαβάστε ακόμη
Γιάννης Κοτζιάς: Η ναυτιλία «όπλο» στις γεωπολιτικές συγκρούσεις
Πώς η ΑΙ απορροφά τον παγκόσμιο πλούτο
Συνέντευξη για δουλειά: Η ερώτηση του εργοδότη που έχετε δικαίωμα να μην απαντήσετε
Για όλες τις υπόλοιπες ειδήσεις της επικαιρότητας μπορείτε να επισκεφθείτε το Πρώτο ΘΕΜΑ