Metale przywracające swój pierwotny kształt
Podstawą innowacji są stopy z pamięcią kształtu, czyli materiały zdolne do powrotu do swojej pierwotnej formy po wcześniejszym odkształceniu. Mechanizm działania profesor Bassem Andrawes wyjaśnia w prosty sposób:
SMA to przykłady tego, co nazywamy „inteligentnymi materiałami”. Można je deformować, skręcać w szalone nowe kształty, ale zachowują pamięć o swoim pierwotnym stanie w strukturze molekularnej. Kiedy zastosujesz ciepło, wiedzą, że mają powrócić do tego stanu
Czytaj też:
W praktyce oznacza to, iż wbudowane w beton stopy mogłyby aktywnie przeciwdziałać powstawaniu niebezpiecznych odkształceń. Do aktywacji tego procesu wystarczy ogrzewanie indukcyjne, które nie wymaga skomplikowanej instalacji elektrycznej w samej konstrukcji. Przeprowadzone w ostatnim czasie badania przyniosły konkretne dane, które przekonują nawet najbardziej wymagających specjalistów. Prototypowe podkłady przeszły pomyślnie testy zgodne z amerykańskimi normami. Otrzymane wartości naprężeń wstępnych wahały się od 5,2 do 11,1 megapaskali. W newralgicznych punktach podkładów, gdzie koncentrują się największe obciążenia, wszystkie testowane próbki przekroczyły wymagania projektowe o co najmniej 31,9%. To nie drobna korekta, lecz realna poprawa parametrów wytrzymałościowych.
Ważne było dla nas, abyśmy stworzyli coś, co wyjdzie z laboratorium i trafi do codziennego życia. Pokazanie, że nasz projekt spełnia, a nawet przekracza specyfikacje AREMA, oznacza, że to nie tylko badania akademickie – dodaje Andrawes
Kolejny etap badań
Technologia wychodzi poza mury uczelni. Nawiązana współpraca z firmą Rocla Concrete Tie, producentem podkładów kolejowych, wskazuje na realne traktowanie tego pomysłu. Kolejnym etapem będą testy w Federal Railroad Administration Transportation Technology Center w Kolorado, gdzie warunki zbliżone są do rzeczywistej eksploatacji. Jeśli technologia spełni pokładane w niej nadzieje, może znacząco wpłynąć na ekonomikę utrzymania infrastruktury kolejowej. Dłuższa żywotność podkładów przekłada się bezpośrednio na niższe koszty utrzymania torowisk i mniejsze ryzyko awarii. W dobie rosnących przewozów zarówno towarowych, jak i pasażerskich, każda poprawa bezpieczeństwa i redukcja wydatków ma znaczenie.
Czytaj też:
Innowacja prof. Andrawesa i jego zespołu pokazuje, że inżynieria kolejowa wciąż może mieć nieodkryte, istotne ulepszenia. Zamiast jedynie zwiększać wytrzymałość materiałów, można nauczyć je aktywnego reagowania na obciążenia. To podejście wydaje się szczególnie trafione w kontekście starzejącej się infrastruktury w wielu krajach. Sukces przedsięwzięcia zależeć będzie od wielu czynników: od kosztów wdrożenia po trwałość rozwiązania w różnych warunkach klimatycznych.