Những cơ chế ẩn ngăn cầu sụp đổ dưới tác động của thảm họa

Một nhóm nghiên cứu từ Universitat Politècnica de València (UPV) và ĐH Vigo (UVigo) đã xuất bản trên Nature các kết quả của một nghiên cứu, trong đó họ khám phá ra lý do tại sao những cây cầu – đặc biệt là cầu giàn thép – không đổ sụp khi bị ảnh hưởng bởi một sự kiện thảm khốc như động đất. Và các kết luận của họ là nó tương đồng với hành xử của các mạng nhện.

“Chúng tôi đã chứng tỏ là cũng như các mạng nhện có thể thích ứng và tiếp tục bẫy con mồi sau khi chịu đựng sự phá hủy, các cây cầu giàn thép bị phá hủy có thể vẫn có khả năng chịu tải thậm chí còn lớn hơn những cây cầu chịu tải trong điều kiện thông thường và không bị đổ sụp”, theo José M. Adam, nhà nghiên cứu tại Viện ICITECH của Universitat Politècnica de València, và điều phối viên dự án Pont3 mà bài báo này là một phần trong đó.

Các cây cầu là những nhân tố tối uqna trọng của các mạng lưới vận tải, và sự đổ sụp của chúng có thể đem lại những hệ quả rất nghiêm trọng, bao gồm những bất hạnh rủi ro và mất mát về kinh tế có thể lên tới hàng triệu euro mỗi ngày.

“Thêm vào đó, trong sự căng thẳng ngày một gia tăng và các sự kiện tự nhiên chưa được dự đoán hết và cả những thay đổi môi trường cũng ngày một gia tốc sự biến dạng của các cây cầu, cần phải đảm bảo các cấu trúc này không sụp đổ sau một hỏng hóc tại chỗ. Theo nghĩa đó, chúng tôi phải thúc đẩy nghiên cứu của chúng tôi”, Belén Riveiro, nhà nghiên cứu ở Trung tâm nghiên cứu Công nghệ, năng lượng và các quá trình công nghiệp, và nhà nghiên cứu chính tại tiểu dự án Pont3 tại ĐH Vigo, nói.

Cho đến hiện nay thì vẫn chưa rõ tại sao những hỏng hóc ban đầu của một số thành phần lại có thể lan rộng “một cách không cân xứng” trong một số trường hợp trong khi ở một số trường hợp khác chúng lại hoàn toàn không ảnh hưởng đến chức năng của cầu.

Trong công trình của mình, các nhà nghiên cứu ĐH bách khoa València và ĐH Vigo đã khám phá ra cơ chế thứ hai và những đặc điểm của nó khiến các cây cầu đó thậm chí còn trở nên có sức chống chịu hơn; chúng đã phát triển vô số khả năng chống chịu thay vì đổ sụp.

“Nhờ vào điều đó mà chúng tôi có thể hiểu được chúng có thể tiếp tục chịu đựng tải trọng sau những hỏng hóc ban đầu của một thành phần”, theo Carlos Lázaro, nhà nghiên cứu chính của tiểu dự án Pont3 ở UPV.

Bắt chước và học hỏi từ tự nhiên: từ thằn lằn đến mạng nhện

Công trình của nhóm nghiên cứu UPV và UVigo đã rọi cái ánh sáng mới vào thiết kế cho những cây cầu an toàn hơn và có sức chống chịu tốt hơn khi phải đối mặt với các sự kiện cực đoan. Nó đem lại những chiến lược cải thiện việc giám sát, đánh giá và tái sửa chữa những cây cầu. Thêm vào đó, những phát hiện của họ có thể giúp tái định nghĩa những yêu cầu mới về độ bền vững của các cây cầu giàn thép.

“Tất cả điều này dựa trên một chủ đề cơ bản: cải thiện độ an toàn của những cơ sở hạ tầng vốn rất quan trọng và phổ biến trong mạng lưới giao thông vận tải. Và điều chính là, một lần nữa, có trong tự nhiên; năm ngoái, chúng tôi khám phá ra cách ngăn các công trình khỏi sụp đổ trong một sự kiện cực đoan nhờ bắt chước thằn lằn.

“Lúc này, chúng tôi đã học hỏi từ mạng nhện, vốn có hành xử tương đồng với các cây cầu giàn thép. Chúng tôi đã chứng tỏ điều này bằng việc so sánh công trình của mình với một nghiên cứu khác xuất bản trên Nature vào năm 2012, trong đó tập trung vào phân tích một cách cẩn trọng về các mạng nhện”, José M. Adam kết luận.

Bội Linh dịch từ Technical University of Valencia

Nguồn: https://www.upv.es/noticias-upv/noticia-15356-publicado-en-n-en.html