तूफान प्रतिरोधी घर बनाने की तलाश में 200 मील प्रति घंटे के तूफान का अनुकरण करने के लिए नई प्रयोगशाला

तूफान प्रतिरोधी घर बनाने की तलाश में 200 मील प्रति घंटे के तूफान का अनुकरण करने के लिए नई प्रयोगशाला

जब फ़्लोरिडा इंटरनेशनल यूनिवर्सिटी ने अपने हवाई जहाज हैंगर के अंदर “हवा की दीवार” को इंजीनियरिंग लैब में बदल दिया, तो 12 विशाल प्रशंसक एक बड़े तूफान की ताकत को फिर से बनाते हैं। सेकंड के भीतर, उनके लक्ष्य की दीवारें और छत, एक घर का एक शेड-आकार का मॉडल, फाड़ा जा सकता है और एक जाल से ढके क्षेत्र में फेंक दिया जा सकता है।

वह परीक्षण, और अन्य, विश्वविद्यालय के एक्सट्रीम इवेंट्स इंस्टीट्यूट के इंजीनियरों को बताते हैं कि कैसे संरचनाओं को डिजाइन और निर्माण करना है जो शीर्ष रेटेड श्रेणी 5 तूफान के साथ आने वाली 157 मील प्रति घंटे की हवाओं का सामना करेंगे। लेकिन अब, जैसा कि जलवायु परिवर्तन ने तूफानों को और खराब करने की धमकी दी है, वैज्ञानिक परीक्षण करने के लिए एक नई तूफान प्रयोगशाला बनाने की योजना बना रहे हैं, जिसे कुछ अनौपचारिक रूप से कैट 6 कहते हैं।

“मैं 170-, 190-मील प्रति घंटे की रेंज में अनुसंधान और परीक्षण देखना चाहता हूं। बहुत से शोध कम हवा की गति पर हैं, लेकिन मुझे अत्यधिक हवा की गति में बदलने की जरूरत है क्योंकि प्रकृति वहीं जा रही है, “संस्थान के निदेशक रिचर्ड ओल्सन कहते हैं। “कौन 20 वर्षों में समझाना चाहता है, ‘हां- मुझे पता था कि यह आ रहा था लेकिन हमने इसके बारे में कुछ नहीं किया।”

दो हालिया तूफान अपनी बात रखते हैं: तूफान पेट्रीसिया ने 2015 में मैक्सिको में 215 मील प्रति घंटे की रफ्तार से पहुंचने के बाद मारा, और तूफान डोरियन 2019 में 185 मील प्रति घंटे की हवाओं के साथ बहामास में दुर्घटनाग्रस्त हो गया।

नेशनल साइंस फाउंडेशन (NSF) से $ 12.8 मिलियन के अनुदान का उपयोग करते हुए, विश्वविद्यालय ने एक प्रयोगशाला डिजाइन करने की योजना बनाई है जहां शक्तिशाली 200-मील प्रति घंटे की हवाओं का परीक्षण किया जा सकता है, और ऐसे उपकरण जोड़े जा सकते हैं जो 20-फुट तूफान के साथ आदमकद मॉडल घरों को जलमग्न कर सकते हैं।

“हमारे पास एक ऐसी सुविधा होगी जो उस सीमा का अनुकरण कर सकती है। यह अमेरिका और दुनिया को एक नई क्षमता देने जा रहा है, ”एफआईयू के एक सिविल इंजीनियर और परियोजना के प्रमुख शोधकर्ता अरिंदम गण चौधरी कहते हैं।

बेहतर परीक्षण अधिक घरों को बचा सकता है

इस वर्ष, पूर्वानुमानकर्ता लगातार तीसरे वर्ष औसत से अधिक तूफान के मौसम की भविष्यवाणी कर रहे हैं। सीज़न की आधिकारिक 1 जून की शुरुआत के ठीक एक दिन बाद, दक्षिण फ्लोरिडा में एक फुट से अधिक बारिश हुई, जो अंततः ट्रॉपिकल स्टॉर्म एलेक्स में मजबूत होगी। पिछले साल के तूफान का मौसम रिकॉर्ड पर तीसरा सबसे अधिक सक्रिय था, 2020 के बाद, सबसे अधिक सक्रिय।

जलवायु परिवर्तन तूफान को कैसे प्रभावित करेगा इसके पीछे का विज्ञान तेजी से स्पष्ट हो रहा है। इंटरगवर्नमेंटल पैनल ऑन क्लाइमेट चेंज (आईपीसीसी) द्वारा अगस्त में जारी एक रिपोर्ट में पाया गया कि गर्म तापमान तूफान को धीमा, बारिश वाला बना देगा, और तेजी से तेज होने की संभावना है, जब एक तूफान केवल 24 घंटों में हवा की गति 35 मील प्रति घंटे तक बढ़ा देता है।

सैफिर-सिम्पसन पैमाने पर, श्रेणी 5, उच्चतम, की कोई ऊपरी सीमा नहीं है। श्रेणी 6 बनाने को लेकर वैज्ञानिक असहमत हैं; कुछ लोग सोचते हैं कि एक और वर्गीकरण हवा पर अत्यधिक ध्यान केंद्रित कर सकता है, जब संयुक्त राज्य में 90 प्रतिशत तूफान से होने वाली मौतों का परिणाम तूफान और बाढ़ से होता है, जिससे लगभग 24 मिलियन लोगों को खतरा होता है।

2012 में निर्मित FIU की वॉल ऑफ विंड लैब, तूफान एंड्रयू के जवाब में थी, जो विनाशकारी श्रेणी 5 थी, जो 1992 में दक्षिण फ्लोरिडा में पटक दी गई थी और इससे 25 बिलियन डॉलर का नुकसान हुआ था। रिकवरी लंबी और दर्दनाक थी; इंश्योरेंस इंस्टीट्यूट फॉर बिजनेस एंड होम सेफ्टी के अनुसार, फ्लोरिडा के तूफान बिल्डिंग कोड, एंड्रयू के बाद अपग्रेड किए गए, आज भी देश के सबसे सख्त हैं।

तब से, एफआईयू के इंजीनियरों ने संरचनाओं की रक्षा के विज्ञान को आगे बढ़ाना जारी रखा है। उन्होंने सीखा है कि कैसे छोटे रेट्रोफिट घरों को तेज हवाओं के खिलाफ सख्त करने में मदद कर सकते हैं। इंडेंटेड रिंग शैंक नाखून, उदाहरण के लिए, चिकने नाखूनों की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं; चार-तरफा छतों पर रहने की सबसे अधिक संभावना है; और धातु के तूफान की पट्टियाँ छतों को दीवारों से जोड़े रखने में मदद करती हैं।

यह सुविधा अमेरिका में अपनी तरह की सबसे बड़ी है जो शीर्ष श्रेणी 5 हवाओं का परीक्षण कर सकती है। इस तरह की गति उत्पन्न करने के लिए, इसके लिए छह फीट के पंखे और प्रत्येक में 15,000 पाउंड, दो ट्रकों के वजन की आवश्यकता होती है।

महज 60 मील प्रति घंटे की रफ़्तार से उड़ने पर भी फैन्स की दहाड़ इतनी तेज़ होती है कि चीख-पुकार मच जाती है. फ्लोरिडा डिवीजन ऑफ इमरजेंसी मैनेजमेंट द्वारा वित्त पोषित एक मई परीक्षण के दौरान, इंजीनियरों ने प्रशंसकों के सामने एक मोबाइल घर का दो फुट का प्लास्टिक मॉडल स्थापित किया ताकि यह जांच की जा सके कि हवा निर्मित घरों पर सबसे अधिक दबाव डालती है। धातु के फ्लैप और ब्लॉकों से ढकी एक मंजिल पर हवा चली जो इमारतों और पेड़ों का अनुकरण करती है और अशांति पैदा करती है। जैसे ही मॉडल कमरे के बीच में एक डिस्क पर घुमाया गया, अंदर काले तारों की एक उलझन ने मापा कि दीवारों, छत और कोनों पर कितना दबाव डाला गया था।

सुविधा के प्रवेश द्वार के ठीक बाहर एक ट्रेलर से, लैब मैनेजर वाल्टर कोंकलिन ने एक लाइव फीड पर प्रयोग चलाया। “जब हम 157 मील प्रति घंटे पर होते हैं, तो सब कुछ हिल जाता है” [in the trailer]. आप इसे महसूस करते हैं, ”उन्होंने कहा। नई सुविधा में 200 मील प्रति घंटे का उत्पादन करने के लिए, उनका कहना है कि उन्हें दोगुनी बिजली की आवश्यकता होगी।

अभी के लिए, नई FIU सुविधा NICHE द्वारा चलाई जा रही है, जो अत्यधिक पवन, सर्ज और वेव इवेंट्स में कम्युनिटी हार्डनिंग के लिए नेशनल फुल-स्केल टेस्टिंग इन्फ्रास्ट्रक्चर के लिए दयालु है। दो मंजिला इमारतों का परीक्षण करने के लिए, यह 40 फीट लंबा होगा, चौधरी कहते हैं, वाल ऑफ विंड के घर की ऊंचाई से दोगुना।

चौधरी कहते हैं, ”हमें पता चल जाएगा कि क्या बचता है और क्या नहीं। “वर्ष 2050 में होने के बारे में सोचें, और इस सुविधा के परीक्षण ने हमें बताया है कि ‘200 मील प्रति घंटे पर इस प्रकार की संरचनाएं उन हवाओं तक खड़ी हो सकती हैं, लेकिन ये नहीं हो सकती हैं,’ और एक तूफान का पूर्वानुमान हवा के उस स्तर के करीब भी है, तब हमें पता चलेगा कि क्या काम करता है।”

आठ अन्य विश्वविद्यालय और एक निजी कंपनी प्रोटोटाइप पर एफआईयू के साथ सहयोग कर रही है। इमारतों को डिजाइन करने के तरीके की समझ में सुधार करने के लिए एनआईसीएचई आपदा स्थलों, कंप्यूटर सिमुलेशन और एफआईयू जैसे प्रयोगों पर व्यक्तिगत अवलोकनों को जोड़ देगा।

तल्हासी में फ्लोरिडा स्टेट यूनिवर्सिटी में आपातकालीन प्रबंधन और होमलैंड सुरक्षा कार्यक्रम के निदेशक डेविड मेरिक कहते हैं, “एफआईयू जैसी सुविधा होने से एक पूर्ण पैमाने पर संरचना का परीक्षण किया जा सकता है और यह पानी और हवा का सामना कैसे कर सकता है-जो जीवन बचा सकता है।”

यह संभावित रूप से तूफान-सबूत घरों के निर्माण के मानकों को फिर से परिभाषित करेगा।

(इस बारे में अधिक जानें कि वैज्ञानिक तूफान के बढ़ने की भविष्यवाणी कैसे करते हैं।)

मजबूत तूफानों के लिए मजबूत घर

FIU के सिविल इंजीनियर Ioannis Zisis ने ईमेल के जरिए कहा, “कुछ बिंदु पर, हमारे निर्माण के तरीके में नवाचार और आमूल-चूल परिवर्तन की एक मजबूत आवश्यकता होगी।”

“कट्टरपंथी,” वह स्वीकार करता है, चरम लगता है लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि दक्षिण फ्लोरिडा में सभी को बंकर बनाने की आवश्यकता होगी। वह कंक्रीट, कंक्रीट की छतों और कवरिंग के साथ प्रबलित दीवारों का वर्णन करता है जो खिड़कियों को उड़ने वाले मलबे से बचाते हैं।

लेकिन उस विज्ञान को ऑन-द-ग्राउंड गृह सुधार में बदलना एक और चुनौती होगी, ट्रेसी किजवेस्की-कोर्रिया, नोट्रे डेम यूनिवर्सिटी के एक स्ट्रक्चरल इंजीनियर और एनआईसीई के सह-प्रमुख शोधकर्ता कहते हैं।

यहां तक ​​​​कि तूफान पेट्रीसिया और डोरियन जैसे तूफानों के खतरे के साथ, पिछले एक दशक में सैकड़ों हजारों लोग पूर्वी और खाड़ी तटों के साथ तूफान क्षेत्रों में चले गए हैं। अमेरिकी जनगणना के आंकड़ों के अनुसार, विशेष रूप से फ्लोरिडा में जनसंख्या वृद्धि में हालिया उछाल देखा गया है।

2019 में प्रकाशित एक अध्ययन में, Kijewski-Correa ने पाया कि यहां तक ​​​​कि वे तटीय निवासी जो जलवायु परिवर्तन को एक बढ़ता हुआ खतरा मानते हैं, उन्हें यह सोचने की संभावना नहीं है कि उनका घर एक तूफान से नष्ट हो जाएगा।

Kijewski-Correa निवासियों को अपने घरों में जीवन-रक्षक सुधार करने के लिए प्रोत्साहित करने के लिए कर प्रोत्साहन जैसे बाजार-आधारित उपायों को अपनाते हुए, अपने घरों को अद्यतन करने के लिए तूफान प्रवण समुदायों को तेजी से आगे बढ़ते देखना चाहता है।

वह कहती हैं, सबसे अच्छा, बिल्डिंग कोड व्यक्तियों को तूफान से बचने में मदद करते हैं लेकिन घरों को अभी भी महंगा, संरचनात्मक क्षति का सामना करना पड़ता है। बेहतर उन्नयन लागू करने से जीवन और आजीविका बचाने में मदद मिल सकती है।

“अगर हम बदलते माहौल में इन नुकसानों को नहीं चाहते हैं, तो हमें अस्तित्व के लिए समझौता करना बंद करना होगा, ” वह कहती हैं।

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