روسيا.. طريقة جديدة لتقوية التربة في مواقع البناء باستخدام التيار المتناوب

أفاد المكتب الإعلامي لجامعة نوفوسيبيسرك التقنية، أن علماء الجامعة ابتكروا طريقة لتقوية التربة أثناء البناء باستخدام التيار الكهربائي المتناوب.

ووفقا للمكتب، لا تقتصر هذه الطريقة الجديدة على إزالة الرطوبة من التربة المسامية بكفاءة عالية فقط، بل تقلل من استهلاك الطاقة بمقدار 11 مرة.

إقرأ المزيد

روسيا.. ابتكار مواد صديقة للبيئة للحماية من الإشعاع

ووفقا للبروفيسور يفغيني بورسيف، من قسم الهندسة الكهربائية بالجامعة، تتشكل في التربة غير الموصلة، طبقة كهربائية مزدوجة خاصة عند الحد الفاصل بين الجزيئات الصلبة والماء. ويحدث هذا لأن سطح الجزيئات الصلبة يحتوي على روابط غير مكتملة تجذب الجزيئات المشحونة من الماء. ويبلغ سمك هذه الطبقة 3-5 أضعاف قطر جزيء الماء فقط.

ويقول مصدر في المكتب: "عند تطبيق مجال كهربائي خارجي، تبدأ الطبقة الكهربائية المزدوجة بالتحرك، جاذبة معها الماء المحيط، ما يؤدي إلى انتقال كتلة الماء داخل مصفوفة التربة الثابتة. وتعرف هذه الظاهرة (الضغط الهيدروليكي الناتج عن المجال الكهربائي)، باسم التناضح الكهربائي. وتسمح هذه الطريقة بتجفيف التربة الرطبة، ما يزيد من كثافتها وقوتها وقدرتها على التحمل، ويمنع تشوهها وهبوطها تحت وطأة المنشآت، مايضمن استقرار الأساسات".

وتقليل نفاذية الماء أمر مهم جدا، لا سيما بالنسبة للتربة الطينية المعرضة للانتفاخ. ويمكن استخدام تقنية التجفيف بالتناضح الكهربائي، مثلا، في إنشاء مترو الأنفاق لتثبيت التربة وخفض مستوى المياه الجوفية. وتعتمد الطريقة التي ابتكرها علماء جامعة نوفوسيبيرسك التكنولوجية على التيار المتناوب غير المتماثل لتجفيف التربة بالتناضح الكهربائي.

إقرأ المزيد

كم يكلف بناء مدينة جديدة في سيبيريا؟

ووفقا للبروفيسور بورسيف، عند تجفيف التربة بالتيار المستمر، تحدث عمليات تعيق حركة الماء، ما يؤدي إلى زيادة المقاومة الكهربائية للتربة، وتوزيع الرطوبة بشكل غير متساو، وينشئ مناطق ذات موصلية منخفضة، الأمر الذي قد يضعف العملية. علاوة على ذلك، يستقطب المجال الكهربائي، مولدا جهدا معاكسا للمجال الرئيسي. ويتطلب التغلب على هذا الجهد طاقة كبيرة، ما يزيد من تكاليف الطاقة اللازمة لتجفيف التربة.

ويقول: "ينتج التيار المتناوب غير المتماثل نبضات ذات أقطاب مختلفة، ما يضمن تجفيفا أكثر تجانسا للتربة".

وأظهر اختبار الطريقة على عدة أنواع من الألومينا (تربة طينية)، أن كفاءة الطاقة لهذه الطريقة أعلى بنحو 11 مرة من كفاءة التيار المستمر (تتطلب عملية التجفيف طاقة أقل بـ 11 مرة).

المصدر: تاس