പട്ടേൽ പ്രതിമയ്ക്ക് (സ്റ്റാച്യു ഓഫ് യൂണിറ്റി) കാറ്റിനെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള ശേഷി പ്രതിമയുടെ ചെറിയ മാതൃക ഉപയോഗിച്ച് തിരുവനന്തപുരം കിൻഫ്രയിലെ ആർഡബ്ല്യുഡിഐ വിൻഡ് ടണൽ ലാബിൽ പരിശോധിച്ചപ്പോൾ
ലോകമെമ്പാടും ഉയരുന്ന പല കൂറ്റൻ കെട്ടിടങ്ങളുടെയും പ്രതിമകളുടെയും കരുത്തളക്കുന്നതു തിരുവനന്തപുരത്തു വെറും 20 മീറ്റർ നീളമുള്ള തുരങ്കത്തിലാണെന്നു പറഞ്ഞാൽ വിശ്വസിക്കുമോ? കെട്ടിടം എത്ര വമ്പനായാലും ഈ വിൻഡ് ടണൽ പറഞ്ഞുതരും കെട്ടിടത്തിൽ വരേണ്ട ഓരോ തൂണിന്റെയും കോൺക്രീറ്റ് ബീമിന്റെയും അളവുകൾ.
ഗുജറാത്തിലെ പട്ടേൽ പ്രതിമയുടെ (182 മീറ്റർ) കരുത്ത് അളന്നതു കാനഡ ആസ്ഥാനമായ വിൻഡ് എൻജിനീയറിങ് കൺസൽറ്റിങ് സ്ഥാപനമായ ആർഡബ്ല്യുഡിഐയുടെ തിരുവനന്തപുരം കിൻഫ്ര പാർക്കിലെ വിൻഡ് ടണൽ ലാബിലാണ്. അതും പ്രതിമ നിർമിക്കുന്നതിനും വർഷങ്ങൾക്കു മുൻപ്.
മുംബൈയിൽ നിർമിക്കുന്ന ഛത്രപതി ശിവാജി പ്രതിമയുടെ (212 മീറ്റർ) കരുത്തളന്നതും ഇവിടെത്തന്നെ. ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ഉയരം കൂടിയ കെട്ടിടമായ ബുർജ് ഖലീഫയുടെ (829.8 മീറ്റർ) വിൻഡ് ടെസ്റ്റ് നടത്തിയത് ആർഡബ്ല്യുഡിഐയുടെ കാനഡയിലെ ലാബിൽ. ഒരു കിലോമീറ്റർ ഉയരത്തിൽ ജിദ്ദയിൽ നിർമിക്കുന്ന കിങ്ഡം ടവറിന്റെ കണക്കെടുത്തതും ഇവർ തന്നെ.
ഉയരം കൂടിയ കെട്ടിടങ്ങൾക്കും പ്രതിമകൾക്കും ശക്തമായ കാറ്റിനെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള കരുത്ത് നിർമാണത്തിനു മുൻപു തന്നെ അളക്കേണ്ടതു നിർബന്ധമായതിനാൽ വിൻഡ് എൻജിനീയറിങ് മേഖലയിൽ അവസരങ്ങൾ വർധിക്കുമെന്നുറപ്പ്.
എങ്ങനെ ?
പ്രതിമയുടെയോ കെട്ടിടത്തിന്റെയോ ഓരോ ഭാഗത്തും കാറ്റടിക്കുമ്പോൾ അവിടെ എത്ര മർദമുണ്ടാകുമെന്നു കണ്ടെത്തണം. ഇതനുസരിച്ചാകണം രൂപകൽപന. 120 മീറ്ററിൽ കൂടുതലുള്ള എല്ലാ കെട്ടിടങ്ങൾക്കും വിൻഡ് ടണൽ ടെസ്റ്റ് നടത്തണമെന്നാണു നിബന്ധന. യാഥാർഥ പ്രതിമയുടെ മുന്നൂറിൽ ഒരു ഭാഗം മാത്രം ഉയരമുള്ള 3ഡി പ്രിന്റഡ് മാതൃകയാണു പരിശോധനയ്ക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. 20 മീറ്റർ തുരങ്കത്തിൽ 360 ഡിഗ്രിയിൽ തിരിയുന്ന സ്റ്റാൻഡിൽ 3ഡി മാതൃക വയ്ക്കും. ഇതിനുള്ളിൽ പ്രഷർ സെൻസറുകളുണ്ടാകും.
വലുപ്പത്തിന് ആനുപാതികമായുള്ള കാറ്റ് രണ്ടു ഫാനുകൾ ഉപയോഗിച്ചു തുരങ്കത്തിൽ ക്രമീകരിക്കും. എല്ലാ വശങ്ങളിൽ നിന്നുമുള്ള മർദം പരിശോധിക്കും. തുടർന്നു ഡേറ്റ അനലിറ്റിക് പ്രോഗ്രാമുകൾ ഉപയോഗിച്ചു വിശകലനം ചെയ്ത് റിപ്പോർട്ട് നൽകും.
എന്തുകൊണ്ട് ?
കെട്ടിടങ്ങൾക്ക് ഉയരം വർധിക്കുന്നതനുസരിച്ചു കാറ്റ് ബാധിക്കാനുള്ള സാധ്യത വളരെ കൂടുതലാണ്. മെലിഞ്ഞ കെട്ടിടങ്ങൾക്കു കാറ്റിനനുസരിച്ച് അതിസൂക്ഷ്മ ചലനമുണ്ടാകാം. ഇതു നിയന്ത്രിത അളവിൽ കൂടിയാൽ പ്രശ്നമാണ്.
മിക്കപ്പോഴും രൂപകൽപനയിൽ മാറ്റം വരുത്താൻ അനുവാദമുണ്ടാകില്ല. ഇതു പരിഹരിക്കാൻ കെട്ടിടത്തിന്റെ മുകൾനിലയിൽ കൂറ്റൻ സ്റ്റീൽ ബോൾ (ഡാംപർ) തൂക്കിയിടും. കെട്ടിടത്തിന് ഇടത്തേക്കു ചലനമുണ്ടായാൽ ബോളിന്റെ ചലനം വലതുവശത്തേക്കായിരിക്കും. ഇതുമൂലം കെട്ടിടം ബാലൻസ് ചെയ്യും. ന്യൂയോർക്കിലെ 430 മീറ്റർ ഉയരുമുള്ള 111 വെസ്റ്റ് സ്ട്രീറ്റ് കെട്ടിടത്തിനു മുകളിൽ 800 ടൺ ഭാരമുള്ള ഡാംപറാണു സ്ഥാപിച്ചത്. തയ്‍വാനിലെ തായ്പേയ് 101 കെട്ടിടത്തിന്റെ (509 മീറ്റർ) മുകളിലുള്ളത് 660 ടൺ ഭാരമുള്ള ഡാംപർ.
ക്ലാസിലിരുന്നു പഠിക്കേണ്ട!
ക്ലാസിലിരുന്ന് പഠിക്കാവുന്ന ഒന്നല്ല വിൻഡ് എൻജിനീയറിങ്. ഫ്ല്യൂയിഡ് മെക്കാനിക്സ്, എയ്റോഡൈനമിക്സ്, സ്ട്രക്ചറൽ എൻജിനീയറിങ്, സ്ട്രക്ചറൽ ഡൈനമിക്സ്, റാൻഡം വൈബ്രേഷൻസ്, പ്രോബബിലിറ്റി, സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സ് എന്നീ മേഖലകളിലെ അറിവാണു പ്രധാനം. വിൻഡ് എൻജിനീയറിങ്ങിൽ മാത്രമായി ബിരുദം എടുക്കാനുള്ള കോഴ്സുകൾ വിരളമാണ്. സ്ട്രക്ചറൽ എൻജിനീയറിങ്, ബിൽഡിങ് എൻജിനീയറിങ് തുടങ്ങിയ മെയിൻ കോഴ്സുകൾക്കൊപ്പം വിൻഡ് എൻജിനീയറിങ്ങിൽ ഗവേഷണം നടത്താം. സിവിൽ, മെക്കാനിക്കൽ, എയ്റനോട്ടിക്കൽ ബ്രാഞ്ചുകളിലുള്ളവർക്കു വിൻഡ് എൻജിനീയറിങ് പഠിക്കാം.
കാനഡയിലെ കോൺകോഡിയ യൂണിവേഴ്സിറ്റി, വെസ്റ്റേൺ യൂണിവേഴ്സിറ്റി, യുഎസിലെ ടെക്സസ് ടെക് യൂണിവേഴ്സിറ്റി, ലബക്, നോട്രഡാം യൂണിവേഴ്സിറ്റി, യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഓഫ് ഫ്ലോറിഡ, ഫ്ലോറിഡ ഇന്റർനാഷനൽ യൂണിവേഴ്സിറ്റി എന്നിവിടങ്ങളിൽ വിൻഡ് എൻജിനീയറിങ്ങിൽ ഗവേഷണ സാധ്യതകളുണ്ട്. ഐഐടി റൂർക്കി, ഐഐടി മദ്രാസ് എന്നിവിടങ്ങളിലും ഗവേഷണം നടക്കുന്നുണ്ട്. വിൻഡ് ടണലിലും മറ്റും പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിയാണു കൂടുതൽ കഴിവ് ആർജിക്കുന്നത്.
ബുർജ് ഖലീഫ: കാറ്റിനെ കുഴക്കിയ കഥ
ബുർജ് ഖലീഫയുടെ വിൻഡ് ടെസ്റ്റിൽ നിന്ന്ആർഡബ്ല്യുഡിഐയുടെ കാനഡ് ഓഫിസിലെ വിൻഡ് ടണലിലാണു ബുർജ് ഖലീഫയുടെ വിൻഡ് ടെസ്റ്റ് നടത്തിയത്. ബുർജിന്റെ 3ഡി മാതൃക വിൻഡ് ടണൽ ടെസ്റ്റ് നടത്തിയ ശേഷം കെട്ടിടം മൊത്തത്തിൽ 35 ഡിഗ്രി തിരിക്കണമെന്നു തീരുമാനിച്ചിരുന്നു. കാറ്റ് വശങ്ങളിൽ തട്ടിത്തെറിച്ചു പോകാനായിരുന്നു ഈ മാറ്റം. ഇതു മൂലം കെട്ടിടത്തിലുണ്ടാകുന്ന വിൻഡ് ലോഡ് 20 ശതമാനത്തോളം കുറയ്ക്കാനായി. നിർമാണത്തിൽ ഇതു വലിയ ലാഭമുണ്ടാക്കി. ഇതിനു പുറമേ ഇരുവശങ്ങളിലുമുള്ള പടിക്കെട്ടുകൾ ഒരുപോലെ വരാതെ നിർമിക്കാനും നിർദേശിച്ചു. കാറ്റിന‌ു ‘കൺഫ്യൂഷൻ’ ഉണ്ടാക്കുക എന്നതായിരുന്നു ലക്ഷ്യമെന്ന് ആർഡബ്ല്യുഡിഐ വൈസ് പ്രസിഡന്റ് കെ.സുരേഷ് കുമാർ പറഞ്ഞു. ഇതുമൂലം വിൻഡ് ലോഡ് വീണ്ടും 10 ശതമാനം കുറയ്ക്കാനായി. സെക്കൻഡിൽ 45 മീറ്റർ ആണു ബുർജ് ഖലീഫ പരിസരത്തെ കാറ്റിന്റെ വേഗം. പക്ഷേ നാസയുടെ സാറ്റലൈറ്റ് വിൻഡ് ഡേറ്റ ഉപയോഗിച്ചു പരിശോധിച്ചപ്പോൾ സെക്കൻഡിൽ 38 മീറ്റർ വേഗത്തിനനുസരിച്ചു കെട്ടിടം നിർമിച്ചാൽ മതിയാകുമെന്നു കണ്ടെത്തി.
