Μια νέα τεχνολογία που βασίζεται σε έναν απλό μηχανισμό γεμάτο χαλύβδινες σφαίρες θα μπορούσε να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο προστατεύονται τα κτίρια από σεισμούς και άλλες ισχυρές δονήσεις. Η καινοτόμος συσκευή, η οποία μοιάζει περισσότερο με έναν μηχανικό «κορμό δέντρου» παρά με ένα περίπλοκο τεχνολογικό σύστημα, έλαβε επίσημα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από το Γραφείο Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας και Εμπορικών Σημάτων των Ηνωμένων Πολιτειών τον Δεκέμβριο του 2025.

Η εφεύρεση αναπτύχθηκε από τον καθηγητή Μούσα Λεμπλούμπα στο πανεπιστήμιο της Σάρτζα στα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα και αξιοποιεί μια βασική αρχή της φυσικής: τη δύναμη της τριβής. Στόχος της είναι να απορροφά την ενέργεια των δονήσεων και να βοηθά τις κατασκευές να παραμένουν όρθιες σε συνθήκες σεισμών, ισχυρών ανέμων ή βιομηχανικών κραδασμών.

Σε εργαστηριακές δοκιμές, η συσκευή κατάφερε να απορροφήσει περίπου το 14% της ενέργειας των δονήσεων. Η τεχνολογία σχεδιάστηκε για την προστασία κρίσιμων υποδομών, προσφέροντας μια χαμηλού κόστους και αξιόπιστη εναλλακτική λύση σε σύγκριση με άλλα συστήματα απόσβεσης δονήσεων.

Όπως εξήγησε ο Μούσα Λεμπλούμπα, καθηγητής πολιτικής μηχανικής, «οι σεισμοί, οι ισχυροί άνεμοι και ακόμη και οι καθημερινοί κραδασμοί από τρένα ή μηχανήματα μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές ζημιές σε κτίρια, γέφυρες και ευαίσθητο εξοπλισμό». Σύμφωνα με τον ίδιο, οι παραδοσιακές λύσεις, όπως οι αποσβεστήρες που βασίζονται σε υγρά ή οι μεταλλικές διατάξεις που παραμορφώνονται, είναι συχνά ακριβές, μπορεί να παρουσιάσουν διαρροές ή μόνιμη παραμόρφωση και συνήθως χρειάζονται πλήρη αντικατάσταση μετά από ένα μεγάλο συμβάν.

Πώς λειτουργεί η συσκευή με χαλύβδινες σφαίρες

Η νέα εφεύρεση αποτελείται από σχετικά απλά εξαρτήματα. Στον πυρήνα της βρίσκεται ένας κοίλος κύλινδρος γεμάτος με συμπαγείς χαλύβδινες σφαίρες και ένας κεντρικός άξονας που περιβάλλεται από ακτινικές ράβδους, οι οποίες θυμίζουν κλαδιά δέντρου.

Το σύστημα είναι πλήρως παθητικό και δεν απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσει, όπως αναφέρει το interestingengineering. Αντίθετα, βασίζεται στη φυσική διαδικασία της τριβής για να διαχέει την ενέργεια των δονήσεων. Καθώς οι ράβδοι κινούνται μέσα στο πυκνό σύνολο των χαλύβδινων σφαιρών, δημιουργείται έντονη τριβή. Αυτή η διαδικασία απορροφά και μειώνει τους κραδασμούς πριν αυτοί προκαλέσουν ζημιές στη δομή του κτιρίου.

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του μηχανικού σχεδιασμού είναι ότι η συσκευή μπορεί να λειτουργεί ακόμη και κατά τη διάρκεια διακοπών ρεύματος, οι οποίες συχνά συνοδεύουν μεγάλους σεισμούς ή άλλες καταστροφές. Όπως σημείωσε ο καθηγητής Λεμπλούμπα, «επειδή δεν απαιτεί καθόλου ηλεκτρική ενέργεια, δεν μπορεί να τεθεί εκτός λειτουργίας από μια διακοπή ρεύματος κατά τη διάρκεια της ίδιας της καταστροφής για την οποία σχεδιάστηκε. Κάθε εξάρτημα είναι αφαιρούμενο και αντικαθίσταται ξεχωριστά, επομένως αν ένα μέρος υποστεί ζημιά δεν χρειάζεται να απορριφθεί ολόκληρη η συσκευή».

Επιπλέον, τα εξαρτήματα της συσκευής είναι οικονομικά και απλά, γεγονός που επιτρέπει τη συναρμολόγησή της απευθείας στο εργοτάξιο χωρίς την ανάγκη εξειδικευμένης τεχνικής γνώσης.

Μια οικονομική λύση για την αντισεισμική προστασία

Ένα από τα πιο σημαντικά πρακτικά πλεονεκτήματα της εφεύρεσης είναι ότι μπορεί να ενσωματωθεί και σε ήδη υπάρχουσες κατασκευές. Η δυνατότητα αυτή σημαίνει ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να αποτελέσει μια χαμηλού κόστους αλλά ιδιαίτερα αποτελεσματική αναβάθμιση ασφάλειας για πολλές χώρες του αναπτυσσόμενου κόσμου, όπου τα ακριβά αντισεισμικά έργα από την αρχή συχνά δεν είναι εφικτά.

Παράλληλα, η συσκευή παρουσιάζει ένα ακόμη σημαντικό χαρακτηριστικό σε σχέση με τα συμβατικά συστήματα αντισεισμικής προστασίας. Συνήθως, όταν ένας μεταλλικός αποσβεστήρας παραμορφώνεται για να προστατεύσει ένα κτίριο, τα εξαρτήματα πρέπει να αντικατασταθούν. Αντίθετα, η νέα εφεύρεση έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να επανέρχεται στο αρχικό της σχήμα και στη θέση της μόλις σταματήσει η δόνηση. Η δυνατότητα επαναφοράς επιτρέπει συνεχή προστασία χωρίς την ανάγκη άμεσων και δαπανηρών αντικαταστάσεων μετά από ένα μεγάλο γεγονός.

Πιθανές εφαρμογές σε πολλούς τομείς

Παρότι η τεχνολογία σχεδιάστηκε αρχικά για αντισεισμικές κατασκευές, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στον πραγματικό κόσμο. Στον τομέα των πολιτικών υποδομών, θα μπορούσε να προστατεύσει κτίρια, γέφυρες και πύργους τηλεπικοινωνιών από ανέμους και σεισμικές δονήσεις.

Παράλληλα, η συσκευή θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για τη μείωση των κραδασμών σε αεροδιαστημικά οχήματα, πλοία και αεροσκάφη, καθώς και για την προστασία ευαίσθητου στρατιωτικού εξοπλισμού και επιστημονικών οργάνων που είναι ευάλωτα σε ξαφνικά σοκ.

Τα επόμενα βήματα της έρευνας

Μετά τα ενθαρρυντικά αποτελέσματα των πρώτων εργαστηριακών δοκιμών, ο καθηγητής Μούσα Λεμπλούμπα προχωρά πλέον από τα πειράματα στο εργαστήριο σε δοκιμές μεγάλης κλίμακας για σεισμικές καταπονήσεις.

Μέχρι στιγμής, η συσκευή έχει πετύχει ένα βασικό κριτήριο απόδοσης, παρουσιάζοντας μέση αποτελεσματική δυσκαμψία 5 kN/mm σε μικρές μετατοπίσεις. Το επόμενο στάδιο της έρευνας περιλαμβάνει αυστηρές δοκιμές σε σεισμικές πλατφόρμες προσομοίωσης, όπου κλιμακωμένα μοντέλα της συσκευής θα υποβληθούν σε προσομοιωμένες καταστροφές, ώστε να αξιολογηθεί η συμπεριφορά της σε πραγματικές συνθήκες.