خانه‌های گهواره‌ای!

چندین سال قبل ایده‌ای مبنی بر ساخت خانه‌های معلق با استفاده از نیروی مغناطیس مطرح شد. خانه‌هایی که به دلیل معلق بودن حین وقوع زلزله‌های بزرگ آسیب زیادی نمی‌بینند اما اکنون این سوال مطرح می‌شود که این ایده به کجا رسید؟

کد خبر: ۴۴۸۴۱۳

تاریخ: ۱۶ خرداد ۱۴۰۱ - ۰۹:۱۸

به گزارش ایران اکونومیست، زلزله خود باعث مرگ افراد نمی‌شود بلکه تخریب و فرو ریختن خانه‌ها است که جان بسیاری از مردم را پس از وقوع زلزله می‌گیرد بنابراین چه راهی بهتر از معلق کردن خانه‌ها در هنگام وقوع این بلای طبیعی؟ این ایده‌ای است که چندین سال قبل مطرح شد. در ادامه با شرکت‌ها و افرادی که ایده شناور کردن خانه‌ها با روش‌های مختلف را مطرح کرده‌اند آشنا خواهیم شد و به این سوال پاسخ می‌دهیم که آیا انجام چنین کاری امکان‌پذیر است و این ایده تا این لحظه‌ به چه مرحله‌ای رسیده؟

خالق هاوربورد به دنبال ساخت خانه‌های معلق

یکی از کسانی که ایده‌ی ساخت چنین سیستم‌های ضدزلزله‌ای را مطرح کرد فردی به نام "گرگ هندرسون"(Greg Henderson) بود. او می‌خواست کاری کند که با استفاده از نیروی مغناطیس، خانه‌ها به صورت معلق در هوا باقی بمانند. "هندرسون" موسس و مدیرعامل شرکت "Arx Pax" است. شرکتی که هاوربوردهای "Hendo" را می‌سازد. به گفته‌ی او، هاوربوردهای الکترومغناطیسی ممکن است آینده‌ی خانه‌های ضد زلزله را رقم بزنند. در هنگام وقوع زلزله خطر اصلی برای ساختار یک سازه، حرکت جانبی است. سازه‌ها معمولا برای تحمل بارهای عمودی از جمله وزن خودشان و نیروی جاذبه طراحی شده‌اند و بعضا قادر به تحمل نیروهای جانبی نیستند. امروزه بخش عمده‌ی سیستم‌های ضد زلزله ساختمان‌ها را از زمین جدا می‌کنند تا ساختمان بتواند به صورت یکپارچه و بی خطر حرکت کند. شرکت "Arx Pax" در حال حاضر حق اختراع سیستم‌ "بافر"(buffer) را دارد که در آن از آب یا گاز برای بالا بردن خانه‌ها و محافظت از آن‌ها در برابر حرکات مخرب جانبی استفاده می‌شود. اما سیستم پیشنهادی "هندرسون" متکی بر نیروی الکترومغناطیسی است که با ایجاد نیروی دافعه باعث معلق شدن خانه می‌شود. خانه‌ها را می‌توان به سیستم هشدار لرزش زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا متصل کرد تا زمانی که زلزله تشخیص داده می‌شود، سیستم الکترومغناطیسی فعال شود و در صورت شناسایی زلزله خانه برای مدت بیش از ۹۰ ثانیه در هوا شناور شود.

خانه‌ها را می‌توان به سیستم هشدار لرزش زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا متصل کرد تا زمانی که زلزله تشخیص داده می‌شود، سیستم الکترومغناطیسی فعال شود و در صورت شناسایی زلزله خانه برای مدت بیش از ۹۰ ثانیه در هوا شناور شود.

"هندرسون" محاسبه کرد که برای معلق ماندن یک خانه سه طبقه به مدت ۹۰ ثانیه انرژی معادل پنج باتری خودرو باید استفاده شود.

در طرح "Arx Pax" به جای ساختن پایه‌ها و زیرساخت‌های پر از آب باید موتورهای شناور(hover engines) و بنای ضد زلزله نصب شود. به گفته‌ی "هندرسون" زمانی که هشدار زلزله دریافت می‌شود، رایانه‌ها موتورهای شناور را روشن می‌کنند. به گفته‌ی او همه‌ی این اتفاقات بسیار سریع رخ می‌دهد.

با این وجود "هندرسون" تنها کسی نبود که چنین ایده‌ای را در سر می‌پروراند.

معلق شدن با فشار هوا

یک شرکت ژاپنی به نام "Air Danshin" نیز ایده‌ی شناور کردن خانه‌ها را مطرح کرد اما با روشی متفاوت. براساس ایده‌ی این شرکت، خانه در شرایط عادی بر روی یک کیسه‌ی هوای خالی قرار می‌گیرد اما به محض آنکه حسگرها لرزش را حس کنند، یک کمپرسور در عرض چند ثانیه روشن شده و هوا را با فشار به داخل این کیسه‌ی هوا می‌دمد. این کیسه‌ی هوا در عرض چند ثانیه پر می‌شود و در نهایت خانه برای چند سانتی‌متر از زمین فاصله می‌گیرد. پس از اتمام شرایط اضطراری کیسه‌ی هوا به آرامی خالی شده و خانه به وضعیت قبلی خود برمی‌گردد.

این شرکت چنین خانه‌ای را بر روی یک "صفحه‌ی متحرک" ساخت و درون آن چندین نفر ساکن و کمی وسایل خانه قرار داد. زمانی که لرزه‌های ساختگی آغاز شد، ساکنین به سختی آن را متوجه شدند و هیچ چیز بر روی زمین نریخت. به گفته‌ی آن‌ها، این سیستم را می‌توان به خانه‌های جدید با وزن مناسب یا حتی‌ سازه‌های موجود افزود.

"دک اسمیت"(Deke Smith)، مدیر اجرایی "شورای امنیت لرزه‌ ساختمان"(Building Seismic Safety Council) می‌گوید: این سیستم قطعا برخی از حرکات ناشی از زلزله را کاهش می‌دهد. اما من فکر می‌کنم وجود آن بیشتر باعث اطمینان خاطر افراد می‌شود تا کاهش خطر.

آزمایش لرزش "Air Danshin" تنها با حرکات جانبی و پهلو به پهلو انجام شد این در حالی است که تکان‌های ناشی از بیشتر زمین‌ لرزه‌ها به یک حرکت دو بُعدی محدود نمی‌شود. شناور شدن به اندازه سه سانتی‌متر تنها از خانه‌ها در برابر زلزله‌هایی محافظت کند که بیش از سه‌ سانتی‌متر بالا نمی‌روند و اگر یک خانه شناور با موج زلزله برخورد کند چه خواهد شد؟ احتمالا از روی پایه و پی‌ اش سُر می‌خورد.

یکی دیگر از مشکلات این سیستم آن است که اولین لرزه ممکن است بسیار بزرگ و مخرب باشد و کیسه‌ هوا پیش از باد شدن با آوار یک خانه از پیش تخریب شده رو به رو شود. "اسمیت" می‌گوید: هر زمین‌لرزه ویژگی‌های خاص خودش را دارد. برخی از آنها ممکن است در آغاز، برخی در میانه یا پایان تکان‌های شدید داشته باشند. متاسفانه حسگرهای لرزه‌ای ما هنوز در سطح حیواناتی مانند سگ‌ها هشیار نیستند که بتوانند زمین‌لرزه‌ها را قبل از وقوع و مدت‌ها پیش از آنکه انسان‌ها بفهمند، تشخیص دهند.

هر زمین‌لرزه ویژگی‌های خاص خودش را دارد. برخی از آنها ممکن است در آغاز، برخی در میانه یا پایان تکان‌های شدید داشته باشند. متاسفانه حسگرهای لرزه‌ای ما هنوز در سطح حیواناتی مانند سگ‌ها هشیار نیستند که بتوانند زمین‌لرزه‌ها را قبل از وقوع و مدت‌ها پیش از آنکه انسان‌ها بفهمند، تشخیص دهند.

زلزله تنها بلای طبیعی خطرناک نیست

خانه‌های معلق تنها برای جلوگیری از خطرات ناشی از زمین‌ لرزه مفید نیستند. با افزایش سطح آب دریاها برخی از شهرها شروع به آزمایش ساختمان‌های شناور و خانه‌های آبی-خاکی کرده‌اند و "لیرا لوئیس"(Lira Luis) که یک معمار است باور دارد که با معلق کردن خانه‌ها می‌توان از بروز یک فاجعه طبیعی دیگر یعنی جاری شدن سیل جلوگیری کرد.

این ایده زمانی به ذهن "لوئیس" رسید که بر حسب اتفاق در حال کار بر روی تاسیساتی شناور روی آب بود و به پیوست‌های نامرئی که به راحتی جابجا می‌شدند، نیاز داشت. او شروع به استفاده از آهن‌ربا برای این اتصالات کرد، و هنگامی که به طور تصادفی آهن‌رباها را در جهت اشتباه نگه داشت، متوجه شد که آنها حتی با وجود یک لایه از آب یکدیگر را دفع می‌کنند.

"لوئیس" می‌گوید: این لحظه‌ای بود که با خود گفتم اگر ساختمان‌ها و شهرها معلق شوند چه اتفاقی می‌افتد؟ اگرچه شناوری مغناطیسی در سیستم‌های حمل و نقل عمومی، مانند قطارهای تندرو ژاپن استفاده می‌شود اما "لوئیس" متوجه شد که کسی هرگز از آن در معماری استفاده نکرده است. ممکن است دلیلی داشته باشد. ممکن است این کار کاملا غیرعملی باشد. اما لوئیس می‌خواست که آن را امتحان کند.

او که اصالتاً اهل فیلیپین است، می‌خواست مدلی از این سیستم را در یک روستای فیلیپینی در جزیره‌ای بسازد که مردم در آن با سیلاب‌های مکرر مواجه هستند و با بالا آمدن سطح آب دریاها در آینده خطر جاری شدن سیل در آن بیشتر نیز می‌شود.

اگر چنین سیستم‌هایی ساخته شود، مردم ممکن است با نردبان یا پل به خانه‌های معلق خود دسترسی پیدا کنند و یا اگر ثروتمند باشند ممکن است از بالگرد برای این کار استفاده کنند. "لوئیس" تصور می‌کند که در آینده مردم از طریق جت‌پک به بخش‌های بالایی ساختمان پرواز می‌کنند.

اگرچه این ایده غیر ممکن به نظر می‌رسید اما او در تلاش است که آن را بسازد. "لوئیس" معمولاً از نرم افزارهای معماری استفاده می‌کند، اما در حال حاضر در حال ساخت مدل‌های سنتی است. او می‌گوید: من به روشی قدیمی به آن نزدیک می‌شوم. او که در مدرسه معماری "فرانک لوید رایت"(Frank Lloyd Wright) آموزش دیده، از "رایت" الهام گرفته است. زمانی که مهندسان به "رایت" گفتند طراحی خاص او برای ستون‌های بسیار نازک کارآمد نیست، او مدل‌هایی در مقیاس کوچک از آنها ساخت.

مدل فعلی بسیار کوچک است. تنها ۱۳ اونس(۳۶۸.۵ گرم) وزن دارد و می‌تواند ۱.۵ اینچ(حدود چهار سانتی‌متر) در هوا معلق شود. "لوئیس" می‌گوید که ارتفاع شناور به ارتفاع ساختمان بستگی دارد.

لوئیس به دنبال ساخت نمونه اولیه بزرگ‌تری نیز هست. اگرچه احتمال زیادی دارد که این فناوری کار نکند. "مارتین سیمون"(Martin Simon)، محقق فیزیک در دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس (UCLA) که متخصص در حوزه شناورهای مغناطیسی است، می‌گوید: شما تنها می‌توانید ساختاری حدود یک اینچ یا چند اینچ را قبل از اینکه کارایی خود را از دست دهد، معلق کنید. این که چگونه این سیستم در هنگام جاری شدن سیل کمک‌کننده خواهد بود را نمی‌دانم و نیازی نیست که به میلیون‌ها مشکل و هزینه‌ی زیاد آن اشاره کنیم.

با وجود تمام این ایده‌های مطرح شده اکنون طرح خانه‌های معلق در چه مرحله‌ای قرار دارد؟

معماران و مهندسان در سرتاسر جهان سال‌هاست که برای ایجاد ساختمان‌های مقاوم در برابر زلزله تلاش می‌کنند و برخی نیز موفق شده‌اند.

پایگاه خبری "USA TODAY" به صحت‌سنجی سیستم‌ شرکت "Air Danshin" پرداخته است.

در ارزیابی‌هایی که سال گذشته انجام شده است، این شرکت اعلام کرد که ۳۰ خانه این شرکت پس از وقوع یک زلزله ۷.۳ ریشتری که در ماه فوریه که بخش‌هایی از ژاپن را لرزاند، آسیبی ندیده‌اند.

"ماساتاکه هوندا"(Masatake Honda)، سخنگوی شرکت "Air Danshin"، در سال ۲۰۱۳ به فایننشال تایمز گفت که تمام خانه‌های دارای فناوری این شرکت از زلزله سال ۲۰۱۱ "بدون آسیب" جان سالم به در بردند.

"کینجی اینابا" (Kinji Inaba)، مدیر شرکت "Air Danshin"، به "USA TODAY" گفته بود که تا ماه مه سال ۲۰۲۱، ۲۲۷ خانه در ژاپن با این فناوری وجود خواهد داشت.

اما نتیجه این صحت سنجی چه بود؟

پاسخ: اطلاعات کافی وجود ندارد

این ادعا که ژاپن در حال توسعه چنین فناوری برای معلق کردن خانه‌ها است که از آسیب‌های ناشی از زلزله جلوگیری می‌کند به دلیل عدم وجود اطلاعات کافی می‌تواند گمراه کننده باشد. اگرچه این شرکت ژاپنی فناوری خود را در سال ۲۰۰۵ ایجاد کرد و از آن زمان تاکنون آن را در خانه‌های سراسر کشور پیاده‌سازی کرده اما، تصویری که از آن در رسانه‌های اجتماعی منتشر شده است، این فناوری را به درستی نشان نمی‌دهد، زیرا ساختارهای بالون مانند زیر آن وجود ندارد و خانه‌ها را تنها یک اینچ(۲.۵۴ سانتی‌متر) بالا می‌برد.

در نهایت باید گفت که اگرچه ساخت‌ خانه‌های معلق ایده‌ی هیجان‌انگیز و خلاقانه‌ای به نظر می‌رسد اما در حال حاضر به نظر نمی‌رسد که این فناوری به خصوص فناوری استفاده از مغناطیس برای معلق کردن خانه‌ها پیشرفت آنچنانی کرده باشد اما جهان فناوری‌ها غیرقابل پیش‌بینی است و شاید روزی در آینده شاهد خانه‌های معلق در سراسر جهان باشیم اما در آن صورت نیز انجام این کار دشوار و بسیار هزینه‌بر خواهد بود.