Ateities sprendimas apsaugai nuo žemės drebėjimų gali būti stebėtinai paprastas – cilindras, pripildytas plieninių rutulių.
2025 m. gruodį JAV Patentų ir prekių ženklų biuras suteikė patentą energiją sugeriančiam įrenginiui, kuris labiau primena ne sudėtingą aukštųjų technologijų stabilizatorių, o mechaninį „medį“.
Šį įrenginį sukūrė Jungtinių Arabų Emyratų Šardžos universiteto (angl. „University of Sharjah“) profesorius Moussa Leblouba. Jis pasitelkia paprastą trinties principą, padedantį konstrukcijoms išlikti stabilesnėms.
Laboratorinių bandymų metu įrenginys sėkmingai sugėrė apie 14 % vibracijos energijos.
Įrenginys skirtas infrastruktūrai apsaugoti nuo žemės drebėjimų, vėjo ir pramoninių vibracijų – tai nebrangi ir patikima alternatyva kitiems slopinimo (dempingo) sistemų tipams.
„Žemės drebėjimai, stiprūs vėjai ir net kasdienės vibracijos, kurias sukelia traukiniai ar mechanizmai, gali smarkiai pažeisti pastatus, tiltus ir jautrią įrangą“, – teigė civilinės inžinerijos profesorius Leblouba.
„Tradiciniai šios problemos sprendimai, tokie kaip skysčiais užpildyti slopintuvai ar deformuojamos metalinės priemonės, paprastai yra brangūs, linkę prarasti sandarumą ar negrįžtamai deformuotis ir dažnai reikalauja visiško keitimo po vieno didesnio įvykio“, – pridūrė Leblouba.
„Plieninių rutulių medžio“ principas
Naujasis išradimas sudarytas iš paprastų dalių: tuščiavidurio cilindro, pripildyto masyvių plieninių rutulių, ir centrinės ašies su radialiai išdėstytais, šakas primenančiais strypais.
Ši visiškai pasyvi sistema veikimui nereikalauja elektros energijos. Ji remiasi elementariais fizikos dėsniais: energija išsklaidoma per trintį, kuri susidaro strypams judant tankiai supiltų rutulinių guolių masėje.
Toks judėjimas sukuria intensyvią trintį, padedančią slopinti vibracijas dar prieš joms spėjant pakenkti statiniui.
Svarbu ir tai, kad mechaninė konstrukcija leidžia įrenginiui veikti net sutrikus elektros tiekimui – o tai dažnai nutinka per didelius žemės drebėjimus ar kitus avarinius įvykius.
„Kadangi įrenginiui visiškai nereikia elektros energijos, elektros tiekimo nutrūkimas negali jo išjungti būtent tada, kai jo labiausiai reikia. Kiekviena dalis yra atskirai išimama ir pakeičiama, todėl pažeidus vieną komponentą nereikia atsisakyti viso įrenginio“, – pabrėžė profesorius Leblouba.
Be to, šio įrenginio dalys yra nebrangios ir paprastos, todėl jis gali būti surenkamas vietoje, nereikalaujant specialių techninių žinių.
Didžiausias praktinis šio išradimo pranašumas – galimybė jį įmontuoti į jau esamas konstrukcijas. Tai galėtų tapti nebrangia, bet itin veiksminga saugumo priemone besivystančioms šalims, kuriose brangūs, nuo pamatų projektuojami seisminės inžinerijos sprendimai dažnai yra sunkiai įgyvendinami.
Nebrangus ir daugkartinis seisminis saugumas
Įprastos seisminės apsaugos priemonės neretai yra vienkartinės: kai metalinis slopintuvas, apsaugodamas pastatą, smarkiai deformuojasi, jo elementus būtina keisti.
Naujasis įrenginys suprojektuotas taip, kad pasibaigus drebėjimui grįžtų į pradinę formą ir padėtį. Ši savybė leidžia nuolat užtikrinti apsaugą nepatiriant didelių, iškart po stipraus įvykio atsirandančių keitimo išlaidų.
Nors iš pradžių technologija buvo sumanyta seisminiam statinių stiprinimui, jos pritaikymas gali būti gerokai platesnis.
Civilinėje srityje ji gali padėti apsaugoti pastatus, tiltus ir ryšių bokštus nuo vėjo bei žemės drebėjimų sukeliamų virpesių.
Įrenginys taip pat galėtų būti naudojamas vibracijoms slopinti aerokosminėje technikoje, laivuose bei orlaiviuose, taip pat saugant jautrią karinę ir mokslinę aparatūrą, kuri ypač pažeidžiama staigių smūgių.
Remdamasis ankstyvaisiais sėkmingais rezultatais, profesorius Leblouba pereina nuo laboratorinių eksperimentų prie didelio masto seisminių bandymų.
Iki šiol įrenginys pasiekė svarbų veikimo rodiklį – vidutinį efektyvų standumą, siekiantį apie 5 kN/mm esant nedidelėms deformacijoms.
Kitas etapas – intensyvūs bandymai ant vibracinių stalų, kurių metu sumažinto mastelio modeliai bus veikiami simuliuotomis katastrofinėmis apkrovomis. Taip siekiama įvertinti realias naujosios technologijos galimybes ir patikimumą.
