Science

Fizycy z ANU wykorzystują lasery, aby odnowić most Sydney Harbour Bridge

Trzech fizyków w goglach laserowych

Fizycy z ANU poddają most Sydney Harbour Bridge liftingowi laserowemu, dzięki czemu będzie mógł dumnie prezentować się przyszłym pokoleniom.

Rebeka Selmeczki

Starszy Specjalista ds. Mediów i Komunikacji

Jeśli kiedykolwiek wszedłeś do sklepu sprzedającego australijskie towary, zauważyłeś na pewno jeden z najbardziej rozpoznawalnych symboli kraju – most Sydney Harbour Bridge – nadrukowany na ubraniach i kieliszkach do wódki.

92-letni metalowy łuk, który na początku nazywano „Żelaznym Płucem”, gdyż uważano, że przyspiesza rozwój gospodarczy miasta, każdego dnia wytrzymuje ciężar ponad 480 pociągów i 160 000 pojazdów drogowych.

Ale noszenie tego wszystkiego na plecach oznaczało, że ikona jest poważnie narażona na degradację. Utrzymanie „wieszaka na ubrania” w świeżości i konserwacja każdej sekcji jego skomplikowanej struktury to kolosalne przedsięwzięcie.

Ale teraz, dzięki fizykom z Australijskiego Uniwersytetu Narodowego (ANU), wpisany na listę dziedzictwa most pozostanie wyróżniającym się elementem panoramy Sydney przez wiele przyszłych pokoleń.

Profesor Andrei Rode i profesor Stephen Madden z ANU Research School of Physics są oddani zachowaniu piękna, charakteru i integralności mostu. Fizycy są częścią grupy, której powierzono zadanie opracowania nowej metody czyszczenia przy użyciu potężnych, ultraszybkich laserów.

Projekt jest wspólnym przedsięwzięciem ANU, Uniwersytetu w Sydney, Uniwersytetu w Canberze, Australijskiej Organizacji Nauki i Technologii Jądrowej oraz Transport New South Wales.

„Kiedy tam wejdziesz, przestajesz patrzeć na widoki i naprawdę zaczynasz doceniać inżynierię mostu i historyczne powiązanie z inżynierami z przeszłości” – mówi Madden.

„Jesteśmy opiekunami, którzy mogą to kontynuować, aby następne pokolenia mogły się tym zachwycać”.

Studentka ANU Civil Engineering, Jade Tu, analizuje mały fragment mostu Sydney Harbour Bridge. Zdjęcie: Dave Fanner/ANU

Kwadratowanie koła

Obecne prace konserwacyjne mostu polegają na piaskowaniu, usuwaniu brudu, produktów korozji i erozji oraz istniejącej zniszczonej farby, a także nałożeniu nowej farby w celu zabezpieczenia konstrukcji mostu.

Jednym z problemów, z jakimi musieli zmierzyć się fizycy, było znalezienie sposobu na wyczyszczenie ponad siedmiu kilometrów ciasnych tuneli, które są niedostępne dla ludzi i w których piaskowanie jest po prostu niemożliwe.

„Ogromny wysiłek jest potrzebny, aby dbać o most, a jego dużą częścią jest czyszczenie farby i kamienia oraz wymiana starej i zniszczonej farby” — mówi Rode.

„Wnętrze łuku nie było konserwowane od czasu budowy mostu ponad 90 lat temu i wymaga pilnej renowacji”.

Zespół opracował nowatorską metodę wykorzystującą lasery i najnowocześniejsze techniki, która pozwala na radzenie sobie z dużymi warstwami zniszczonej farby, skorodowanego metalu i kamienia pokrytego brudem.

„Można używać silnych laserów ultrakrótkich impulsów do czyszczenia, które generują minimalną ilość pyłu i odpadów” — mówi Rode.

Podjęcie wyzwania

Naukowcy opracowali nowy proces, w którym silne lasery o ultrakrótkich impulsach pozwalają na szybkie usuwanie grubych warstw farby bez zauważalnych uszkodzeń powierzchni metalowych i kamiennych.

Chociaż usuwanie farby za pomocą laserów o fali ciągłej i impulsach nanosekundowych jest stosowane od wielu lat, systemy te emitują na czyszczone powierzchnie duże ilości ciepła, podnosząc temperaturę do takiego poziomu, że zwykle topi ona powierzchnię stali.

Ultrakrótkie impulsy laserowe w zakresie femtosekund – milion razy krótsze od impulsów nanosekundowych – są tak krótkie, że nie pozostawiają fali ciepła czasu na rozprzestrzenienie się w materiale.

“[The laser pulse is] „O mocy całej elektrowni zastosowanej w czasie krótszym niż jedna tysięczna miliardowej sekundy” — mówi Madden.

Dzieje się to tak szybko, że energia „natychmiast odparowuje” warstwy powierzchniowe, pozostawiając znajdującą się pod spodem strukturę metalu nienaruszoną i zimną.

Madden twierdzi, że chociaż badacze osiągnęli swoje zamierzone cele w zakresie utrzymania czystości ikony Sydney, w trakcie realizacji projektu odnotowali również dodatkowe korzyści.

„Dzięki temu nowemu procesowi zmniejszyliśmy zużycie energii, a jednocześnie byliśmy konkurencyjni pod względem ekonomicznym i czasowym w porównaniu ze stosowanymi na skalę przemysłową technologiami czyszczenia, takimi jak piaskowanie” – mówi.

„Nasza metoda opiera się również w dużej mierze na podstawowych badaniach fizyki przeprowadzonych na ANU ponad dekadę temu”.

Woda pod mostem

Rode, który poświęcił pięć lat na rozwijanie technologii czyszczenia laserowego mającej na celu zachowanie integralności naszego mostu, twierdzi, że ich podejście do konserwacji i renowacji można zastosować również w innych sektorach, w tym w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym i morskim.

Biorąc pod uwagę, że ponad 270 000 stalowych mostów w Stanach Zjednoczonych, Europie i Japonii wymaga ciągłej konserwacji, a globalny rynek usług obróbki strumieniowo-ściernej jest wart 11 miliardów dolarów, technologia czyszczenia laserowego na dużą skalę może zmienić przyszłość konserwacji globalnej infrastruktury.

„Nowa technika ma zastosowania wykraczające daleko poza procesy przemysłowe” – mówi Rode.

„Na przykład okazało się, że jest to opłacalna metoda usuwania zanieczyszczeń i przywracania piękna zabytkowym skarbom architektonicznym i kulturowym”.

Source

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button