|
Thử xem Hoa Kỳ đang làm gì cận đại hóa hạ - (thượng) tầng cơ sở - infrastructure theo tương lai công nghệ ở các lãnh vực: chuyên chở, nước, điện, viễn thông, ống cống nhà máy làm sạch nước thải: ( chiếu theo trình bày số tháng 2 năm 2010 của Nguyệt San Khoa học Phổ thông - Popular Science) . Viêt Nam cập nhật, mô phỏng được không?
G S Tôn thất Trình
Các toán xây dựng đường xá thành phố Chicago đang tranh dành lấp 67 000 ổ gà - hố đường một tháng. Nhiều cộng đồng bang Pennsylvannia dựa vào và những ống nước bằng gỗ đã trăm tuổi rồi. Sóc đang làm tắt điện tối om mọi nơi. Hoa Kỳ có 600 000 cây cầu , 4 triệu dặm Anh (gần 7 triệu km) đường xá và 30 000 nhà máy làm sạch nước thải cần phải lưu tâm cải thiện, chỉnh đốn. Không phải vá víu chắp nối mà phải đại tu bổ, sửa chữa lớn. Rồi đây, đường xá và đường dây tải điện sẽ tự sửa chữa lấy, và Hoa Kỳ sẽ khai thác các mỏ năng lượng từ các phế thải. Điều chỉnh này ở Hoa Kỳ vào thế kỷ 21, sẽ không một sớm một chiều là xong ngay, nhưng Hoa Kỳ có thể bắt đầu thu thập lợi lộc (băng tần rộng nhanh hơn! nước sạch hơn!) trong vòng vài năm tới. Có lẽ Việt Nam nên theo dõi, cấp nhật kỹ thuật liên hệ chăng?
Hư hỏng, rối bù số 1: Chuyển vận
Hoa Kỳ phải đánh bại mạng lưới điếc tai, các ỗ gà - hố đường ác quỉ và các đường tuyết đông thành đá cực kỳ nguy hiểm.
1- Xe ô tô báo cáo các ổ gà. Có nhiệm vụ sửa chữa một phần ba xa lộ chánh đang ở tình trạng bê bối. Những kiểu xe nay đầu tiên sẽ xuất hiện 3 năm tới.
Trên một hệ thống mới phát triển tại Viện Đại Học Đông Bắc Hoa Kỳ, những loại xe chạy xa ở các đường trải nhựa (tắc xi, xe buýt, xe chở rác) sẽ đặt thêm những máy dò làn sóng âm thanh, hầu dò tìm các ổ gà, trước khi mắt người nhìn thấy. Các làn sóng âm thanh tìm dò 0.9 m phần trên đường xá cho biết các lỗ hổng không khí lộ liễu và các vết rạn nứt nhỏ, trong khi các máy rađar dò sâu, nhìn vào bên trong cầu có lối đi ở trên - deck bridge tìm kiếm xói mòn và máy laser rà dò - scan mặt đường. Một nối kết tế bào - cellular connection đưa dữ liệu đến các trung tâm kiểm soát; nơi đó sẽ có thể tập hợp lập bản đồ các điểm hư hỏng.
2- Cầu uốn cong theo bộ phận điều chỉnh . Có nhiệm vụ nâng cấp 26% cầu già lụ khị, hư hoại. Hiện có nhiều dịch bản cho người đi bộ; những cầu xe chạy sẽ có dịch bản 10 năm tới.
Cầu bình thường là một cấu tạo cứng rắn, nhưng cũng sẽ tan vỡ theo thời gian vì căng thẳng quá mức. Các cấu tạo “tính kéo căng - tensegrity” phân tán tải chuyển qua một ổ cáp căng thẳng và thanh chống ép nén giúp chúng, vừa uốn dẻo dang vừa có cấu tạo cứng rắn. Nay, viện đại học UC San Diego đang phát triển những loại cầu kéo căng chịu đựng vận tải, có những máy dò phản hồi hướng dẫn những điều chỉnh tế nhị về chiều dài (dây) cáp, có cơ giảm bớt những căng thẳng thay đổi của một xe cam nhông quá tải, phản ứng chống lại tần số rung chuyển của một trận đông đất hay phân tán chất tải của nhiều cáp.
|
|
3- Bê tông cảm giác được đường rạn nứt và tự làm lành lấy . Có nhiệm vụ là thay thế hàng dặm Anh bê tông xa lộ với những dịch bản khôn khéo hơn. Hiện thử nghiệm ngoài trời bê tông tự cảm giác đang tiến triển.
Các ống nanô carbon được đánh giá cao vì các sức mạnh và mức kháng áp xuất điện của chúng; chúng thay đổi mức điện trở - electrical resistance khi chúng bị căng thẳng. Xun Yu, một giáo sư công nghệ cơ khí tại viện đại học Minnesota, thành phố Duluth, đang cố tâm nấu ra một pha trộn bê tông chứa 0.1% ống nanô carbon, làm bê tông khó nứt rạn hơn là bê tông truyền thống, và còn khôn khéo nữa. Bằng cách đặt nằm điện cực vào đó, khi đổ bê tông, Yu có thể đo lường thay đổi mức điện trở dò ra nén ép khi xe hơi chạy qua. Những dịch bản tương lai sẽ tính toán tốt đẹp hơn tốc độ và cân nặng của các xe đang chạy để nhìn thấy, đúng lúc xảy ra, căng thẳng đường xá. Trong khi đó, một pha trộn bê tông mới do Victor Li, giáo sư công nghệ công chánh và môi sinh viện đại học Michigan, phát triển, chứa các hột xi măng không ngậm nước, được hoạt hóa khi phô bày với carbon dioxide trong không khí và nước các cơn mưa; đúng như khi bạn tìm thấy vết nứt rạn nhỏ trên đường xá. Phản ứng sản xuất một chất xi, đóng kín - seal calcium carbonat, phục hôi khả năng chịu đựng chất tải của tấm lát ốp - slab.
4- Xi măng lóng lánh . Có nhiệm vụ dùng xa lộ lân quang - phosphorescent để giảm 50% tai nạn chết chóc xa lộ ban đêm. Hiện tại các kiểu mẫu đầu tiên đã được chứng minh.
Các phosphor nanô đúng như sắc dạng chúng nói lên: những hạt tử tí xíu bừng sáng lên sau khi phô bày dưới ánh nắng. Các nhà khoa học tại Ủy Ban Khảo Cứu Khoa Học và Công Nghệ ở Nam Phi đã thêm chúng vào những vật liệu, tỉ như xi măng và sơn, hầu tạo ra những điều như các dấu vẽ lằn tự chiếu sáng và đường xá sáng chói, mà không có đèn treo cao ở trên đường. Cả hai có thể giúp khỏi lạc ra ngoài lằn đêm khuya, cũng như đụng độ với động vật (và bộ hành) trên các đường xá nông thôn, không được thắp sáng. Hiện tại, ánh sáng chói chỉ kéo dài vài giờ, nhưng các nhà khảo cứu đang thí nghiệm với các chất phụ thêm, mong tìm ra một pha trộn có thể sáng rực suốt đêm.
5- Xa lộ tồn trữ được nhiệt lượng. Có nhiệm vụ đặt nằm trong đường xá những ống đem theo nước, nắm giữ được năng lượng mặt trời. Hiện tại các dự án này đã sẳn sang ở Âu Châu.
Hệ Thống Năng Lượng Đường Xá do hảng công nghệ Hòa Lan Ooms Avenhorn họa kiểu, chụp bắt năng lượng của nhựa trải đường nóng hay nguội. Một lưới nước chạy quanh dưới một lớp nhựa trải đường đặc biệt, hâm nóng lên vào mùa hè và lạnh đi vào mùa đông , trước khi được bơm xuống một thủy cấp sâu cách ly thiên nhiên khoảng 90m . Nước nóng hay nước lạnh có thể được sử dụng ở các xây cất gần đó . Vào mùa hè , nước lạnh tồn trữ cũng giúp làm lạnh đường xá cho đường xá khỏi bị mềm và hư hỏng đi. Mùa đông nước nóng sẽ giúp cho nước khỏi đông thành nước đá
6_- Đường xá tự làm chảy nước đá đông (ít khi xảy ra ở Việt Nam). Có nhiệm vụ giảm bớt chết chóc mỗi năm ơ Hoa Kỳ vào những điều kiện mùa đông tuyết rơi và đóng thành nước đá. Hiện đang được hơn 20 ban công chánh chuyển vận các bang Hoa kỳ thử nghiệm.
Một phương pháp mới phủ đầy đường xà có tên là Lằn An toàn - Safelane, không những tăng sức kéo của vỏ xe mà còn giúp ngăn ngừa tích trữ nước đá và tuyết bằng cách nắm giữ các muối làm tan nước đá, giúp cho các toán sửa đường xá khỏi rải muối, một vài ngày trước khi có bảo tuyết, hơn là đợi cho đến khi tuyết rơi xuống mặt đất. Lằn An toàn gồm những lớp êpoxy trộn với đá vôi đô lô mít. Lớp êpoxy không bì tuyết cày xới mất, tuổi thọ kéo dài đến 25 năm và giúp đóng kín -xi lại mặt đường làm cho các chất muối xói mòn khỏi trực di, rơi xuống những thanh thép ở những phần cầu dành cho bộ hành. Thành quả trong 5 năm qua cho thấy tai nạn mùa đông ở Hoa Kỳ đã giảm bớt 70%.
7- Xe lửa (tàu hỏa) nâng cao chạy không có đường rầy. Có nhiệm vụ là cọng thêm các đường xe lửa trong đô thị, chỉ tốn 1/3 phí tổn làm đường rầy nhỏ qui ước. Hiện Viện Chuyên chở Đại học Texas A&M cống hiến đất không dùng, để thiết lập thử nghiệm một đường xe dài 2 dặm Anh.
Hầu tiết kiệm phí tổn nhiều tỉ đô la Mỹ làm sạch sẳn sàng bề rộng đường này rộng 7,2 m, hảng làm xe lửa Tubular Rail muốn tàu chạy đến 150 dặm Anh (trên 250 km) /giờ trên các hạ tầng hiện hữu, nhờ xây cất một lọat vòng cao, cách nhau 30 m. Khi tàu chạy trên mỗi vòng, xe lửa chế tạo bằng sợi carbon dài 120 m được đẩy bằng các băng lăn thép chạy điện. Để tiết kiệm nhiên liệu, các động cơ chỉ tăng tốc bánh răng khi có một tàu sắp tới gần. Có đến 90% năng lượng động lực - kinetic energy của xe lửa có thể chụp bắt lại được khi các băng lăn mở cuộn ra.
|
