Theo dõi các tòa nhà và nhịp tim của nhịp cầu để cứu sống
Nằm trên Vành đai lửa Thái Bình Dương, khu vực dễ xảy ra các vụ phun trào núi lửa và động đất do hoạt động kiến tạo mảng bên dưới và xung quanh Thái Bình Dương, Philippines ghi nhận những chấn động hàng ngày. Nếu hầu hết vẫn không được chú ý, đất nước này đang bị đe dọa liên tục bởi một trận động đất kinh hoàng. Giảm thương vong bằng cách đảm bảo các tòa nhà và cầu an toàn để sử dụng sau động đất là mục tiêu của một kỹ sư dân sự, người đã phát minh ra Hệ thống Ghi lại và Đánh giá Tình trạng Kết cấu Toàn cầu (USHER), gần đây đã được Quốc hội Philippines khen ngợi.
Tiến sĩ Francis Aldrine Uy, Hiệu trưởng Trường Kỹ thuật Dân dụng, Môi trường và Địa chất của Đại học Mapua nhớ rất rõ trận động đất mạnh 7,8 độ richter tấn công đảo Luzon vào năm 1990, cướp đi sinh mạng của hàng nghìn người. Khi đó 11 tuổi, bất lực và sợ hãi, cậu nằm trên sân trường với hy vọng thoát chết. Sự hủy diệt là rất lớn. Ông nói: “Một trận động đất mạnh sắp xảy ra, vấn đề không phải là có hay không mà là khi nào.
Xuất thân từ một gia đình thợ xây, kỹ thuật như bản chất thứ hai đối với Tiến sĩ Uy. Anh theo học tại Học viện Công nghệ Mapua để học ngành kỹ thuật dân dụng và tiếp tục lấy bằng Tiến sĩ. tại Đại học Philippines ở Diliman.
Hệ thống ghi chép và đánh giá sức khỏe kết cấu toàn cầu
Một phương pháp đánh giá kết cấu an toàn và giá cả phải chăng
USHER bao gồm một máy gia tốc tiên tiến, một cổng web và một ứng dụng di động. Hệ thống cho phép giám sát bất kỳ cấu trúc nào ở bất cứ đâu, bất cứ lúc nào. Nó có thể được cài đặt trong tất cả các loại tòa nhà và cấu trúc bất kể tuổi tác của chúng, bao gồm cả cầu và cấp cho người dùng, đặc biệt là các nhà phát triển và kỹ sư kết cấu, khả năng giám sát và phân tích từ xa cấu trúc chủ trước, trong và sau trận động đất.
Hệ thống này, là một giải pháp thay thế rẻ hơn so với các phiên bản nhập khẩu khác, được phát triển từ năm 2016 đến 2019 tại Đại học Mapua, với sự hợp tác của Bộ Khoa học và Công nghệ (DoST) và Hội đồng Nghiên cứu và Phát triển Công nghiệp, Năng lượng và Công nghệ mới nổi của Philippines. USHER Technologies Inc. ra mắt vào tháng 9 năm 2019 và bắt đầu hoạt động vào tháng 2 năm 2020, đảm nhận việc sản xuất và thương mại hóa hệ thống. Mặc dù đại dịch Covid-19 đã ảnh hưởng đến doanh số bán hàng, USHER vẫn kết thúc năm 2020 với số dư dương và chứng kiến doanh số bán hàng tăng lên vào năm 2021.
Cho đến nay, khoảng 160 thiết bị đã được sử dụng hoặc lắp đặt trong các tòa nhà chính phủ, cầu và các tòa nhà tư nhân. USHER đã nhận được Giải thưởng Thương mại hóa Công nghệ Xuất sắc năm 2021 do Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Quốc gia Philippines trao tặng.
Đánh giá cấu trúc của các tòa nhà – ghi lại và phân tích các rung động
Xây dựng bác sĩ, ngăn chặn thảm họa
Say mê USHER, Tiến sĩ Uy giải thích rằng hệ thống này hoạt động giống như một bác sĩ tim kiểm tra ai đó bằng kết quả điện tâm đồ hoặc ống nghe và lắng nghe những bất thường hoặc bất thường. Mỗi tòa nhà có nhịp tim riêng, thiết kế độc đáo và các thước đo hiệu suất. Ban đầu, USHER sử dụng mô hình máy tính của tòa nhà và mô hình này được cải tiến thêm bằng hiệu suất thực tế và các phép đo do hệ thống ghi lại. Trong các trận động đất mạnh, các kỹ sư kết cấu làm việc cho USHER phân tích các kiểu rung động của các tòa nhà. Nếu họ tìm thấy sự khác biệt đáng kể giữa dữ liệu cơ bản và các mẫu trong và sau trận động đất, tòa nhà có thể bị hư hại về cấu trúc.
Ông giải thích, trong xây dựng, không có cách nào kiểm tra toàn bộ cấu trúc. Ông nói: “Trong một trận động đất, mọi người được yêu cầu sơ tán khỏi các tòa nhà, nhưng câu hỏi lớn tiếp theo là: “Có an toàn để quay trở lại bên trong không?”.
Kiểm tra các tòa nhà với USHER, mang lại sự chắc chắn về an toàn cho tòa nhà
Trước USHER, ai đó đã phải đi vào các tòa nhà và cố gắng đánh giá trực quan trạng thái của dầm và cấu trúc bên trong, đồng thời tìm kiếm các biểu hiện hư hỏng cấu trúc. “Chúng tôi gọi đó là kiểm tra trực quan nhanh chóng. Nhưng trên thực tế, đặc biệt, nếu bạn đang nói về một tòa nhà cao tầng, các yếu tố cấu trúc bị che phủ, thì gần như không thể đưa ra chẩn đoán,” ông chỉ ra và nói thêm “nhiệm vụ khó khăn nhất là xác định xem cấu trúc phụ cấu trúc ổn định, bên dưới tòa nhà là nền móng.” Trong suốt những năm đó, chúng tôi đã chấp nhận rủi ro đó. Theo Tiến sĩ Uy, USHER cung cấp cho các kỹ sư kết cấu một bổ sung không thể chối cãi cho cách thông thường để xác định xem một tòa nhà có an toàn hay không và có thể ngăn ngừa thảm họa hay không, đặc biệt là trong trường hợp có dư chấn.
Công nghệ này hỗ trợ giải pháp bốn trụ cột để giảm thiểu rủi ro: phòng ngừa và giảm thiểu, chuẩn bị sẵn sàng, ứng phó và phục hồi.
Đại học Mapua từ một cơ sở giảng dạy trở thành một trung tâm nghiên cứu
Tiến sĩ Uy nhớ lại thời điểm Đại học Mapua chỉ là một cơ sở giảng dạy. Tuy nhiên, vào năm 2010, hiệu trưởng của trường đại học đã quyết định mở cơ sở nghiên cứu, dẫn đến nghiên cứu có tác động cao. Một trong những dự án nghiên cứu đầu tiên là Dự án Cầu thông minh , được thực hiện vào năm 2016, để theo dõi tình trạng của những cây cầu, là nơi sinh của USHER. Nguyên mẫu USHER đầu tiên được triển khai trên một cây cầu ở Thành phố Manila.
USHER là dự án thương mại hóa đầu tiên của Đại học Mapua kể từ khi trường được thành lập vào năm 1925. “Điều này thực sự mới mẻ đối với cộng đồng của chúng tôi, chúng tôi đã viết các chính sách trong quá trình thực hiện… chúng tôi giống như những con chuột lang cho loại hoạt động này,” ông nhớ lại và nói thêm rằng đó là một thách thức lớn nhưng dự án đã nhận được rất nhiều sự hỗ trợ.
Tài trợ là một thành phần quan trọng để khởi động một công ty khởi nghiệp và là yếu tố chính dẫn đến thành công tiềm năng của nó. Bộ Khoa học và Công nghệ đã cung cấp cho USHER tổng kinh phí gần 1 triệu đô la Mỹ. “Đó là một khoản tài trợ khổng lồ, đây là lý do tại sao điều rất quan trọng đối với chúng tôi là cố gắng hết sức để ít nhất là khởi nghiệp thành công”.
USHER Technologies chiếm vị trí trung tâm trong Tháng chống chịu thiên tai
Đại học Mapua đã nộp bằng sáng chế cho USHER vào năm 2017, bằng sáng chế này vẫn đang chờ xử lý tại văn phòng sở hữu trí tuệ. Theo Đạo luật chuyển giao công nghệ, quyền sáng chế đã được trao cho Đại học Mapua. Một thỏa thuận cấp phép kinh doanh sau đó đã được thiết lập giữa Đại học Mapua và USHER Technologies inc., công ty gần đây đã nộp bằng sáng chế mới về phương pháp và quy trình của các tính năng nâng cao của hệ thống.
Được trang bị một bộ phận nghiên cứu và phát triển, USHER đặt mục tiêu liên tục phát triển công nghệ của mình và nộp bằng sáng chế mới mỗi năm. Tháng 7 hàng năm, là tháng khắc phục hậu quả thiên tai của Philippines, USHER tổ chức và đăng cai một số hoạt động để giới thiệu tiến bộ và thúc đẩy các công nghệ giảm thiểu rủi ro thiên tai.
Đơn vị R&D của USHER Technologies đã cung cấp một cải tiến để cứu trợ Covid-19, với buồng khử trùng GoClean trong những ngày đầu của đại dịch, được triển khai và sử dụng chủ yếu trong các tòa nhà chính phủ và bệnh viện ở Thành phố Quezon. USHER cũng sẽ thương mại hóa Công nghệ HOCLOMAC để tạo ra một giải pháp khử trùng thay thế.
USHER cũng đã đăng ký nhãn hiệu và bản quyền .
Phát triển USHER thành một Nền tảng giảm thiểu rủi ro thiên tai đa nguy cơ
Sự sụp đổ của một tòa nhà chung cư ở Florida vào năm 2021 và Cầu Morandi ở Genoa, Ý vào năm 2018 là những lời nhắc nhở rõ ràng về sự nguy hiểm của các cấu trúc không ổn định. USHER, Tiến sĩ Uy cho biết, là một hệ thống giám sát sức khỏe cấu trúc hiệu quả về chi phí, có thể áp dụng trong bất kỳ cơ sở hạ tầng quan trọng nào, bao gồm đập, tháp và các cơ sở khác. Hệ thống này không chỉ được thiết kế để phát hiện chuyển động mạnh mà còn phát hiện cả những rung động vi mô và có thể giúp bảo tồn di sản.
Trong tương lai ngắn hạn, USHER Technologies đang kỳ vọng trở thành một nền tảng giảm thiểu rủi ro thiên tai đa nguy cơ không chỉ giới hạn ở động đất. Công ty đã xem xét các ứng dụng cho các tòa nhà cao tầng, chống lại gió mạnh, chẳng hạn như trong các cơn bão. Thật không may, Philippines cũng nằm trên vành đai bão. Hệ thống này cũng có thể được áp dụng để ngăn chặn các thảm họa như sạt lở đất, sóng thần hoặc để theo dõi tác động của việc đào bên dưới các cấu trúc hiện có khi đào đường ray ngầm hoặc các tòa nhà lân cận trong quá trình xây dựng.
Phòng chống thiên tai trên phạm vi toàn cầu – Ưu tiên hàng đầu của USHER
USHER Technologies sẵn sàng hợp tác và hy vọng sẽ mang công nghệ này đến các quốc gia khác, đặc biệt là những quốc gia bị ảnh hưởng bởi các rủi ro thiên tai tương tự, chẳng hạn như Indonesia và Nhật Bản.
“USHER là thứ mà người Philippines có thể tự hào vì nó được sản xuất tại Philippines và là công nghệ duy nhất do Philippines sản xuất thuộc loại này.”
Trong 5 năm tới, công ty mong muốn triển khai hệ thống USHER tại ít nhất 3 quốc gia khác ở nước ngoài và biến hệ thống này trở thành nền tảng giảm thiểu rủi ro thiên tai đa nguy hiểm được ưu tiên nhằm cung cấp các giải pháp toàn diện để đảm bảo an toàn và khả năng phục hồi cơ sở hạ tầng tốt hơn.
Nguồn: WIPO