Ateities sprendimas nuo žemės drebėjimų gali būti paprastas cilindras, užpildytas plieniniais rutuliais.
2025 m. gruodžio mėnesį JAV patentų ir prekių ženklų biuras suteikė patentą energiją sugeriančiam įrenginiui, kuris primena ne aukštųjų technologijų stabilizatorių, o mechaninį medį.
Šį įrenginį sukūrė Jungtinių Arabų Emyratų „University of Sharjah“ profesorius Moussa Leblouba. Jis naudoja paprastą trinties principą, kad padėtų konstrukcijoms išlikti stabilios.
Laboratorinių bandymų metu įrenginys sėkmingai sugėrė apie 14 % vibracijos energijos.
Įrenginys sukurtas infrastruktūrai apsaugoti nuo žemės drebėjimų, vėjo ir pramoninių vibracijų, siūlydamas nebrangią ir patikimą alternatyvą 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 pastoviai deformuotis ir dažnai reikalauja visiško keitimo po vieno stambesnio įvykio“, – pridūrė Leblouba.
„Plieninių rutulių medžio“ principas
Naujasis išradimas sudarytas iš paprastų detalių: tuščiavidurio cilindro, užpildyto masyviais plieniniais rutuliais, ir centrinės ašies su radialiai išdėstytais, šakomis primenančiais strypais.
Ši visiškai pasyvi sistema veikimui nereikalauja elektros energijos. Ji naudoja elementarius fizikos dėsnius – energija išsklaidoma per trintį, kuri susidaro strypams judant tankiai supiltų rutulinių guolių masėje.
Toks judėjimas sukuria intensyvią trintį, kuri dar labiau padeda slopinti vibracijas, kol jos nespėja pakenkti statiniui.
Įdomu tai, kad mechaninė konstrukcija užtikrina įrenginio veikimą net ir elektros tiekimo sutrikimų metu, kurie dažnai lydi didelius žemės drebėjimus ar kitus konstrukcijų 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 brangios, nuo pamatų projektuojamos seisminės inžinerijos priemonės dažnai yra sunkiai įgyvendinamos.
Nebrangus ir daugkartinis seisminis saugumas
Įprasta seisminė apsauga dažnai yra vienkartinio panaudojimo: kai metalinis slopintuvas stipriai deformuojasi, apsaugodamas pastatą, jo dalis būtina pakeisti.
Naujasis įrenginys suprojektuotas taip, kad pasibaigus drebėjimui sugrįžtų į pradinę formą ir padėtį. Ši savybė leidžia nuolat užtikrinti apsaugą, nepatiriant iškart didelių keitimo išlaidų po stipraus įvykio.
Nors iš pradžių ši technologija buvo sumanyta seisminiam statinių stiprinimui, jos taikymo sritis yra daug platesnė.
Civilinėje srityje ji gali padėti apsaugoti pastatus, tiltus, ryšių bokštus nuo vėjo ir žemės drebėjimų sukeliamų virpesių.
Įrenginys taip pat galėtų būti naudojamas vibracijoms slopinti aerokosminėse transporto priemonėse, laivuose bei orlaiviuose ir apsaugoti jautrią karinę bei mokslinę aparatūrą, kuri yra pažeidžiama staigių smūgių.
Remdamasis ankstyvaisiais sėkmingais rezultatais, profesorius Leblouba žengia iš laboratorinių eksperimentų į didelio masto seisminius bandymus.
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 simuliuotų katastrofinių apkrovų, siekiant įvertinti realias naujosios technologijos galimybes ir patikimumą.
