اختراعی طلایی که تلفات و خسارات زلزله را کاهش می‌دهد
گروه استان‌های خبرگزاری آنا؛ ارسلان انوری مخترع جوان ایرانی متولد ١٣٧٠ و دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی عمران مدیریت ساخت دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات با ارائه اختراع «میراگر مکاترونیکی نیروی زلزله سه ماده‌ای در فونداسیون دولایه» مدال طلای جشنواره اختراعات سوئیس در حوزه عمران ۲۰۲۲ را کسب کرد و این جایزه به نام کشور ایران ثبت شد.
اختراع «میراگر مکاترونیکی نیروی زلزله سه ماده‌ای در فونداسیون دولایه» که نوعی میراگر یا تلف‌کننده نیروی زلزله وارده به ساختمان است در مقاوم‌سازی ساختمان‌های بلندقامت در برابر نیروی زلزله کاربرد دارد و با توجه به لرزه‌خیز بودن کشور ایران، می‌تواند کمک خوبی برای دستیابی به امنیت مضاعف ساختمان‌ها و مقاومت بیشتر در بلندمرتبه سازی کند و ایران به صادرکننده تکنولوژی‌های کاهش تلفات و خسارات زلزله در جهان تبدیل شود.
خبرنگار خبرگزاری آنا به همین مناسبت با ارسلان انوری مخترع جوان ایرانی و دانشجوی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات به گفت‌وگو نشسته و جزئیات بیشتر، کارایی، نحوه کارکرد و هدف از انجام اختراع «میراگر مکاترونیکی نیروی زلزله سه ماده‌ای در فونداسیون دولایه» را جویا شده است که در ادامه می‌خوانیم.
آنا: درباره محرک و انگیزه اختراع «میراگر مکاترونیکی نیروی زلزله سه ماده‌ای در فونداسیون دولایه» و رتبه کسب‌شده در سوئیس بگویید.
انوری: این اختراع با عنوان انگلیسی earthquake mechatronic controller with ۳ phase damper in two layer foundation که معادل فارسی آن «کنترل‌کننده مکاترونیکی نیروی زلزله ٣ فازی در فونداسیون دولایه» است، توانست با نظر هیئت داوران مدال طلای دومین دوره مسابقات فدراسیون بین‌المللی مخترعین (IFIA) در ژنو سوئیس ٢٠٢٢ را از آن کشور ایران کند.
واقعیت این است که رخداد زلزله به عنوان یکی از بلایای طبیعی که تا به امروز از نظر علمی غیر قابل پیش‌بینی بوده است و لحاظ نیروی مخرب آن بر سازه‌ها همواره در طراحی و ساخت ساختمان‌های بلندمرتبه، اهمیت ویژه‌ای داشته است. کشور ایران هم به دلیل قرارگرفتن روی یکی از فعال‌ترین کمربند‌های لرزه‌ای (محل تلاقی صفحات تکتونیکی اوراسیا و عربستان) یکی از آسیب پذیرترین کشور‌های جهان در بروز زلزله‌های متعدد و قوی بوده و متأسفانه تجربیات تلخ سال‌های گذشته از زلزله منجیل و بم گرفته تا زلزله اخیر کرمانشاه گواهی بر این واقعیت است؛ البته امروزه با توجه به افزایش سطح دانش طراحی و بهبود شرایط ساخت بر اساس مقررات ملی ساختمان و پیگیری‌های سازمان‌های نظام مهندسی کشور و شهرداری‌ها در اجرای این قوانین، شاهد کاهش هرچه بیشتر سطح خسارات جانی و مالی در زلزله‌های عمیق بوده‌ایم؛ اما با این وجود همچنان یکی از مسائل اساسی در مدیریت بحران‌ها و ساخت سازه‌ها، درنظرگرفتن امکان رخداد زلزله و اثرگذاری آن است و مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر زلزله اهمیت زیادی دارد بر همین اساس تحقیق و پژوهش و اختراع در این حوزه نظر بسیاری از دانشمندان و متخصصان را به خود جلب کرده است و در سطح جهانی نیز به این موضوعات اهمیت خاصی داده می‌شود.
به نوبه خودم با توجه به اهمیتی که در این موضوع دیدم در این زمینه تلاش، فعالیت و پژوهش‌ها را آغاز کردم تا بتوانم گامی ارزشمند در راستای کاهش اثرات مخرب زلزله بر مال و جان هموطنان خودم و شاید تمام انسان‌ها برداشته باشم و حتی اگر در این راه جان تنها یک انسان نجات یابد و یا از معلولیت و آسیب شدید حفظ شود، ارزش آن را داشته است.
آنا: محل استفاده اختراع شما کجاست و به زبان دیگر آیا کاربردی دارد؟
انوری: اختراع «میراگر مکاترونیکی نیروی زلزله» که در واقع نوعی میراگر یا تلف‌کننده نیروی زلزله وارده به ساختمان است در مقاوم‌سازی ساختمان‌های بلندقامت در برابر نیروی زلزله کاربرد دارد که با توجه به لرزه‌خیز بودن کشور ایران، می‌تواند کمک قابل توجهی برای دستیابی به امنیت مضاعف ساختمان‌ها و مقاومت بیشتر در بلندمرتبه سازی کند.
یکی از مشکلات مهم دیگر در ساخت ساختمان‌های مرتفع نشست‌های تکیه‌گاهی ستون‌های مختلف به دلایل گوناگون از جمله نشست زمین زیر فونداسیون، افزایش یا کاهش سطح آب زیرزمینی و ... است که در این اختراع با استفاده از سیستم هوای فشرده امکان جلوگیری از نشست‌های تکیه‌گاهی ستون‌ها و کاهش ایجاد ترک در سازه وجود دارد و این علاوه بر مقاوم‌سازی ساختمان‌های بلندقامت در برابر نیروی زلزله است.
آنا: در مورد جزئیات و طرز کار کنترل‌کننده مکاترونیکی نیروی زلزله سه ماده‌ای توضیح دهید.
انوری: میراگر ابداعی به‌طور همزمان از سه فاز مایع، جامد و گاز برای کارآیی بیشتر استفاده میکند. در این میراگر علاوه بر قسمت صلب فلزی که وظیفه اصلی انتقال نیرو بین دو لایه فونداسیون را برعهده دارد از دو مکانیزم بادی و روغن مایع تحت فشار برای کاهش نیروی زلزله ساختمان استفاده شده است. این سیستم مشابه کمک فنر‌های هیدرولیکی و یا پنوماتیکی در هنگام زلزله با توجه به پردازش اطلاعات سنسور‌های حساس به شتاب در پردازنده مرکزی باز یا بسته می‌شوند.
به دلیل استفاده از سیستم هوای فشرده امکان جلوگیری از نشست‌های تکیه‌گاهی ستون‌ها و کاهش ایجاد ترک در سازه وجود دارد. به این معنا که یکی دیگر از مشکلات موجود در ساختمان‌های بلند نشست‌های تکیه‌گاهی ستون‌های مختلف به دلایل گوناگون از جمله نشست زمین زیر فونداسیون، افزایش یا کاهش سطح آب زیر زمینی و ... است. این موضوع نیز از ابتکارات جدید این طرح است که در این طرح با استفاده از سنسور‌های زاویه سنج در فونداسیون در صورت بروز هر یک از این موارد با کاهش یا افزایش میزان فشار هوای داخل پیستون‌ها هر یک از میراگر‌ها به اندازه مورد نیاز بلند یا کوتاه‌تر می‌شوند و از اثرات سوء نشست‌های تکیه‌گاهی جلوگیری می‌شود.
آنا: آیا استفاده از این میراگر سابقه‌ای در جهان داشته است؟
انوری: بله به طور کلی استفاده از میراگر در سازه‌ها و ساختمان‌ها سابقه نسبتاً طولانی در این صنعت(ساخت و ساز) دارد و مشابه این اختراع در جهان و ایران پیش از این در صنعت ساختمان به کار رفته است؛ اما در این اختراع نوع دمپر ارتقا و کاربرد و اثرگذاری آن بهبود پیدا کرده است. در مورد کاربرد آن باید بگویم که زمان وقوع زلزله به دلیل حرکت ناگهانی زمین نیرویی از طرف زمین به ساختمان وارد می‌شود که وظیفه اصلی میراگر‌ها مستهلک کردن این نیرو با مکانیزمی شبیه به کمک فنر خودروهاست.
آنا: مزایای کنترل کننده مکاترونیکی نیروی زلزله ٣ فازی با فونداسیون دولایه در مقایسه با سایر میراگر‌ها چیست؟
انوری: این میراگر مزایای زیادی در مقایسه با انواع دیگر میراگر‌ها در مهار نیروی زلزله دارد. میراگر ابداعی نخستین میراگری است که به‌طور همزمان از سه فاز مایع، جامد و گاز برای کارآیی بیشتر استفاده میکند. در این میراگر علاوه بر قسمت صلب فلزی که وظیفه اصلی انتقال نیرو بین دو لایه فونداسیون را برعهده دارد از دو مکانیزم بادی و روغن مایع تحت فشار برای کاهش نیروی زلزله ساختمان استفاده شده است.
برای درک بهتر طرز کار اختراع، می‌توان آن را به کمک فنر‌های هیدرولیکی و یا پنوماتیکی تشبیه کرد که هنگام زلزله با توجه به پردازش اطلاعات سنسور‌های حساس به شتاب در پردازنده مرکزی باز یا بسته می‌شوند که بی‌شباهت به کمک فنر خودرو‌ها نیست. به دلیل استفاده از سیستم هوای فشرده امکان جلوگیری از نشست‌های تکیه‌گاهی ستون‌ها و کاهش ایجاد ترک در سازه نیز وجود دارد؛ به این صورت که در این طرح با استفاده از سنسور‌های زاویه سنج در فونداسیون در صورت بروز هر یک از موارد گفته‌شده با کاهش یا افزایش میزان فشار هوای داخل پیستون‌ها هر یک از میراگر‌ها به اندازه مورد نیاز بلند یا کوتاه‌تر می‌شوند و از اثرات سوء نشست‌های تکیه‌گاهی جلوگیری می‌شود. این موضوع نیز از ابتکارات جدید در طرح است به این معنا که یکی دیگر از مشکلات موجود در ساختمان‌های بلند که نشست‌های تکیه‌گاهی ستون‌های مختلف به دلایل گوناگون از جمله نشست زمین زیر فونداسیون، افزایش یا کاهش سطح آب زیر زمینی و ... است را می‌تواند برطرف کند.
آنا: آقای انوری در پیاده‌سازی کنترل کننده مکاترونیکی زلزله ابداعی شما چه محدودیت‌های عملی وجود دارد و آیا برای ارتقای آن در آینده چاره‌ای اندیشیده‌اید؟
انوری: از نظر مشخصات و ارتفاع و وزن سازه و محیط نصب از نظر طراحی خوشبختانه محدودیتی نیست و میزان باربری و سایز میراگر با توجه به ارتفاع و وزن سازه مورد نظر قابل تغییر است و به این ترتیب محدودیت بازدارنده‌ای از نظر تئوری برای ارتفاع و وزن سازه‌ها در حد معمول وجود ندارد.
در مورد ارتقا و توسعه اختراع در صورت سرمایه‌گذاری سرمایه‌گذاران داخلی و خارجی روی این اختراع و رساندن محصول به فاز اجرایی در پروژه‌ها با توجه به نیاز‌های آتی و با توجه به چالش‌هایی که ممکن است در برخی پروژه‌ها به‌وجود آید، امکان انجام مطالعات و آزمایش‌های بیشتر برای توسعه اختراع در به کارگیری در ساختمان‌های با ارتفاع بیشتر وجود دارد.
آنا: آیا به سرمایه‌گذاری سرمایه‌گذاران داخلی و یا خارجی برای استفاده از اختراع شما نیاز است؟
انوری: بله! بدیهی است که برای به کارگیری اختراع در سازه‌ها نیاز به سرمایه‌گذاری است. در واقع پتنت‌های بین‌المللی اهمیت زیادی دارند و ثبت این نوآوری به نام کشور ایران ارزشمند است و هرچند امکان سرمایه‌گذاری شرکت‌های خارجی برای خرید این اختراع یا مشارکت وجود دارد؛ اما ترجیح می‌دهم که این اختراع ابتدا در کشور خودم به کار گرفته شود که بدیهی است برای تجاری‌شدن و به کارگیری صنعتی آن نیاز به سرمایه‌گذاری بخش دولتی و یا خصوصی است که در این صورت ایران می‌تواند جزء نخستین کشور‌های استفاده کننده و حتی صادرکننده این تکنولوژی در صنعت ساخت و ساز و ایمن سازی آن باشد.
آنا: به نظر شما چه شرکت‌ها و مؤسسات یا سازمان‌هایی می‌توانند روی اختراع شما سرمایه‌گذاری یا از آن حمایت کنند؟
انوری: شرکت‌ها و مؤسسات مختلفی هستند که می‌توانند از این اختراع استفاده و برای به کارگیری آن سرمایه‌گذاری کنند. شرکت‌های پیمانکاری گرید‌های بالا مانند کیسون و یا انبوه‌سازان می‌توانند از این طرح استفاده و علاوه بر کاهش خطرات زلزله نسبت به سبک‌سازی ساختمان‌ها به دلیل کاهش نیرو‌های مخرب زلزله اقدام کنند. وزارت راه و شهرسازی نیز می‌تواند برای پروژه‌های بزرگ خود ازجمله طرح نهضت ملی مسکن از این اختراع بهره‌مند شود.
دانشگاه‌های معتبر مانند دانشگاه شریف و تهران و سایر دانشگاه‌های بزرگ هم می‌توانند به صورت تحقیقاتی روی اختراع کار و در میز‌های لرزه‌ای آزمایشگاه‌ها ازآن بهره گیری کنند. بسیار ضروری است که حوزه ارتباط با صنعت دانشگاه‌ها نسبت به مطالعات تکمیلی و ارائه دستورالعمل‌های مورد نیاز طرح اقدام کنند.
آنا: جایگاه جهانی فدراسیون جهانی مخترعین IFIA و سطح مسابقات بین‌المللی مخترعین چگونه است؟
انوری: مسابقات بین‌المللی و تخصصی مخترعین در سوئیس از اعتبار و جایگاهی ویژه در سطح جهان برخوردار است که هر سال زیر نظر و حمایت مستقیم دولت فدرال سوئیس و شهردار ژنو و با حمایت سازمان مالکیت فکری ملل متحد WIPO، حمایت فدراسیون جهانی مخترعین IFIA، سازمان‌های علمی و تحقیقاتی و مراکز مرتبط با مخترعان و وزارتخانه‌های علوم، آموزش و تحقیقات بیش از ۴۵ کشور از جمله فرانسه، آلمان، رومانی، روسیه، کرواسی، مالزی، مجارستان پرتغال، هلند، اسپانیا، کره جنوبی، تایوان و ایران برگزار می‌شود و کمیته اجرایی فدراسیون جهانی اختراعات (IFIA) در پایان هر سال بر اساس فعالیت‌هایی که مخترعان جهان انجام داده‌اند از بین افراد واجد شرایط، مخترعانی که اختراعات آن‌ها شامل موارد نوآوری در اختراع، اقدام متفکرانه و منفعت برای بشریت باشد، انتخاب و به آن‌ها لقب مخترع (Inv) و عضویت در فدراسیون جهانی اختراعات (IFIA) را اعطاء میکند که این عنوان برجسته‌ترین عنوان در زمینه اختراعات در دنیاست.
اختراع «میراگر مکاترونیکی نیروی زلزله سه ماده‌ای در فونداسیون دولایه» توانست در دومین دوره مسابقات فدراسیون بین‌المللی مخترعین IFIA در سال ۲۰۲۲ در ژنو سوئیس از هیئت داوران امتیاز لازم را برای دریافت مدال طلا اخذ کند که بالاترین رتبه محسوب می‌شود.
آنا: در مورد فدراسیون جهانی مخترعین (IFIA) و نحوه ارسال و ثبت اختراعات و ابداعات دانشجویان و جوانان و مخترعان برای آن توضیح دهید.
انوری: فدراسیون جهانی مخترعین (IFIA) یکی از سازمان‌های پیشرو در حوزه اختراع و نوآوری در جهان است که یکی از مهم‌ترین اهداف اصلی فدراسیون بسترسازی و قدردانی از جامعه مخترعان و نوآوران بوده است که پس از دریافت مصوبات لازم با اعمال تمهیدات ویژه فرصت عضویت در بخش INV را برای مخترعان سراسر جهان فراهم کرده است و مخترعان از سراسر جهان امکان دریافت گواهی عضویت و حضوری پررنگ در این عرصه را داشته‌اند.
مخترعان برگزیده طبق قوانین جشنواره لازم است برای تکمیل فرم ثبت نام و ارسال فیلمی کوتاه و کاربردی از نوآوری و اختراع خود اقدام کنند و سپس اعضای هیئت داوران فدراسیون طی مدت ۳ روز به ارزیابی و بررسی طرح‌های ارسالی می‌پردازند.
آنا: معیار‌های ارزیابی هر اختراع در جشنواره اختراعات سوئیس چیست؟
انوری: اختراعات و نوآوری‌ها در این مسابقات در ۱۵ کلاس مختلف ازجمله علوم کامپیوتر، ماشین آلات، مهندسی عمران، حفاظت از محیط زیست، کشاورزی و .. دسته بندی می‌شوند و جدا از پارامتر‌های فنی و تخصصی در هر کلاس معیار‌های ارزیابی دیگری نیز توسط اعضای هیأت داوران برای هر اختراع در نظر گرفته می‌شود که جنبه‌های مختلف و مهم هر اختراع و نوآوری مانند بررسی میزان تقاضای عمومی، اقتصادی و مقرون به صرفه بودن، دوست دار محیط زیست بودن و ... را دربرمی‌گیرد.
آنا:چه توصیه‌ای برای دانشجویان و مخترعان جوان کشورمان دارید؟
انوری: اگر بخواهم به عنوان کسی که این مسیر را رفته توصیه‌ای به دانشجویان و جوانان علاقه‌مند به ثبت اختراع برای کسب موفقیت در عرصه بین‌المللی دارم که هیچ کار و نتیجه بزرگ و ارزشمندی بدون تلاش مستمر و عزم و اراده راسخ ممکن نمی‌شود. در ایران ظرفیت خوبی هم از نظر تعداد دانشگاه‌ها و هم تعداد دانشجو داریم و اگر دانشجویان و جوانان به این خودباوری برسند که کمتر از جوانان و محققان کشور‌های پیشرفته نیستند، می‌توانند اتفاقات ارزشمند و بزرگی را رقم بزنند.
اگر کسی بخواهد به موفقیت دست یابد، باید روحیه نشاط را جایگزین یأس کند و با تلاش و خودباوری و با تحقیق و مطالعه مرز‌های دانش را بپیماید؛ البته در این بین دانشگاه‌ها و استادان نیز وظیفه دارند برای راهنمایی و بسترسازی مطالعه و تحقیق و پژوهش دانشجویان نقش خود را پررنگ‌تر ایفا کنند تا شاهد افتخارآفرینی بیشتر دانشجویان ایران در عرصه بین‌المللی باشیم.
انتهای پیام/