16.02.2012 12:44
Uudne materjal kaitseb hooneid maavärina eest
Foto: Mukunda Das/Austraalia riiklik ülikool
Teadlased leiutasid ehitisi maavärinas tekkivate
seismiliste lainete eest kaitsva metamaterjali.
Metamaterjalid on tehismaterjalid, millel on optilised,
soojuslikud või muud omadused, mida ühelgi looduslikul ainel ei ole. Nii
suudavad sellised materjalid blokeerida, painutada või muul moel manipuleerida
erinevaid laineid, nende abil saab muuta esemeid nähtamatuks või helilainetele
märkamatuks.
Metamaterjalide optiliste ja akustiliste omaduste
muutmisel on võimalik ehitada isegi katteid, mis juhivad nendele langeva
valguskiirguse või helilained neist lihtsalt mööda. Teadlased on uurinud ka
võimalust ümbritseda hoone või selle vundament metamaterjaliga, mis juhiks
ehitisest mööda maavärinas tekkivad seismilised lained.
Austraalia ja Korea teadlased kirjeldavad võrguleheküljel
arXiv.org avaldatud uuringus üht sellist lainete liikumist muutvat
metamaterjali, mis kaitseks hooneid ning rajatisi võimsate seismiliste lainete
eest. Kui enamus metamaterjale juhib kõrvale või painutab laineid, siis
uuringus kirjeldatud hooneid ümbritsev kaitsetõke hajutaks lainetest lähtuvat
energiat, vaigistades lained sujuvalt.
Hoone ümber ehitatav barjäär koosneb suurtest
maa-alustest betoontorudest, mille seintes on augud. Torud võivad seejuures
olla nii ümmargused kui ka neli- või kuusnurksed. Paljudest 18-meetrise
läbimõõduga torudest koosneva hoone vundamenti ümbritseva tõkke paksus peaks
uuringu autorite sõnul olema umbes 60 meetrit.
Kuna see eeldab, et hoone ümbruses on piisavalt tühja
maad, ei saa sellist kaitsepiiret rajada linnades või muudel tihedalt
hoonestatud aladel. Samas saaks uuringu autorite sõnul kasutada nende tõket
näiteks elektrijaamade, lennujaamade, tuumareaktorite, naftatöötlustehaste,
sildade ja kiirraudteede kaitsmiseks.
Sellise kaitsebarjääri poolt hajutatud seismiline energia
muunduks soojuseks ja heliks. See energiakogus on aga tohutu ning uuringus
puuduvad arvutused, mis näitaks, kas betoon suudab toime tulla ka suurtes
maavärinates vabanevate energiahulkadega.