دستيابي پژوهشگران جهاددانشگاهي به دانش فني پيشگيري از يخ زدگي معابر؛
آسوده و ايمن در معابر برفي
1385/09/07 09:36
  اگرچه برف يکي از زيباترين پديده هاي فصل سرما است اما در کلانشهر تهران اين زيبايي به دردسري تبديل شده است که به محض نزول ، همه شهروندان را به نوعي با مشکل مواجه مي کند.  برف سنگين لايه اي از يخ را بر سطح گذرگاه هاي شهر مي کشد و آنها را بشدت لغزنده مي کند. لغزندگي معابر هم تردد خودروها را در شهر با مشکل مواجه مي کند و در نتيجه ترافيک سنگيني در بزرگراه ها ايجاد مي کند، اما برخلاف سالهاي قبل که مسوولان شهرداري براي باز کردن راهها به روشهاي سنتي متوسل مي شدند، پژوهشگران جهاد دانشگاهي واحد صنعتي شريف به دانشي دست پيدا کرده اند که به کمک آن مي توان حتي در تهران هم از بارش برف لذت برد. روش سنتي يخ زدايي يعني ريختن مخلوط شن و نمک جامد بر روي آسفالت با استفاده از ماشين و بيل متاسفانه در حال حاضر تنها روشي است که در تمام کشور، شهرها و جاده هاي بين شهري ، استفاده مي شود و معايب فراواني هم دارد.  اولين ايراد آن لطمه اي است که به روسازي آسفالت مي زند. در واقع اين نمک جامد که به صورت غيريکنواخت روي آسفالت پاشيده مي شود پس از مدتي روسازي آسفالت را کاملا تخريب مي کند و يکي از دلايل اين که عمر آسفالت در ايران حدود يک پنجم متوسط عمر آسفالت در کشورهاي توسعه يافته است همين شيوه غلط نگهداري زمستاني است.  ايراد دوم انفعالي بودن اين روش است يعني در روش سنتي بايد ابتدا صبر کرد تا برف شروع به بارش کند آن گاه عمليات آغاز شود. ضمن آن که اثرات نامناسب زيست محيطي اين شيوه هم بايد مدنظر قرار گيرند. معمولا نمک وقتي به صورت جامد پاشيده مي شود در حجم بسيار زيادي استفاده شده و اين باعث مي شود پس از توقف بارش و پايان عمليات برف روبي ، باد اين نمکها را به فضاي سبزحاشيه خيابان ها و جاده ها منتقل کند که موجب از بين رفتن پوشش گياهي مي شود. در آزمايش هاي جانبي که انجام شده است به وضوح مي توان تفاوت فضاي سبز حاشيه يک خيابان را در دو حالتي که از روش سنتي و روش نوين استفاده شده ، مشاهده کرد.  مشکل بعدي روش سنتي مشکلي است که پس از پايان برف روبي آغاز مي شود و آن هم جمع آوري شن پاشيده شده از روي سطح خيابان است. معمولا اين شن که همراه نمک پاشيده شده پس از پايان عمليات برف روبي همراه با جريان آب به داخل زهکش ها و کانال هاي کنار معابر نفوذ مي کند و موجب مسدود شدن آنها و آب گرفتگي مي شود. ضمن اين که هنگام تردد خودروها مثل ساچمه عمل مي کند و باعث افزايش لغزندگي سطح جاده مي شود. ايراد مهم ديگري که روش سنتي دارد ناکارآمدي نسبي آن در ممانعت از يخبندان است.   
   يخزدايي با شيوه اي نوين   
  از دهه 1950 ميلادي روشهاي جديد يخ زدايي و پيشگيري از يخ زدگي در اروپا و سپس در سالهاي بعد در ديگر نقاط دنيا استفاده شد. البته اين روش دوره تکاملي خود را داشته و متناسب با رواج و گسترش کاربرد آن به مرور توسعه يافته است. اما به هر حال آغاز اين روش ابتدا در فنلاند و سپس در ديگر نقاط دنيا بوده است.  در روش جديد کار به دو قسمت تقسيم مي شود ؛ قسمت اول پيشگيري از يخ زدگي (Anti Icing)از طريق جلوگيري از ايجاد لايه برف و يخ است و قسمت دوم همان يخ زدگي (Deicing)است که قبلا به شيوه سنتي انجام مي شد. مهندس نيما نامداري ، مدير مرکز حمل ونقل و ترافيک جهاد دانشگاهي واحد صنعتي شريف درباره چگونگي انجام عمليات پيشگيري از يخ زدگي مي گويد: هنگامي که پس از بارش باران هوا سرد و يا بارش برف آغاز مي شود و در اولين لحظاتي که دما به زير صفر مي رسد، فرآيند يخ زدن آغاز اولين لايه نازک يخ بر روي آسفالت ايجاد مي شود و اصطلاحا يخ در آسفالت چنگ مي زند.  اگر شما بتوانيد از تشکيل اين لايه جلوگيري کنيد عملا فرآيند يخ بستن را پيش از شروع متوقف کرده ايد. در روش جديد پيشگيري از يخ زدگي بااستفاده از پيش بيني هاي سازمان هواشناسي و تجربيات سالهاي قبل ، نقاط کليدي و گلوگاهي که نقش مهمي در جريان تردد خودروها دارند مثلا بزرگراه هاي اصلي يا پلهاي مهم شهر را مدت زمان معيني قبل از بارش تحت عمليات پيشگيري از يخ زدگي قرار مي دهيم.  اين کار باعث مي شود که عملا يخ اصلا در اين نقاط ايجاد نشود تا نياز به يخ زدايي و برف روبي باشد. معمولا در تمام دنيا هر دو فعاليت يخ زدايي و پيشگيري همراه با هم و به صورت مکمل انجام مي شوند چون به صورت معمول در خيلي از معابر فرصت پيشگيري پيدا نمي شود و کمبود نيرو و تجهيزات هم مزيد بر علت مي شود. در واقع پيشگيري به ما کمک مي کند فرصت بيشتري براي يخ زدايي در خيابان ها داشته باشيم.   
   ايمن حتي در زمستان   
  به گفته نامداران روش جديد چند تفاوت اصلي با روش سنتي دارد. اول آن که موادي که استفاده مي شوند ديگر شن و نمک نيستند بلکه محلول هاي مايع جديدي هستند که متناسب با شرايط اقليمي منطقه و نوع آسفالت تعيين مي شود و در هر دو مرحله پيشگيري و نيز يخ زدايي استفاده مي شوند. اين مواد باعث مي شوند ما نقطه انجمادي پايين تر از نقطه انجماد آب نمک پاش شده داشته باشيم و نقطه انجماد محلول جديد از حداقل دماي محيط پايين تر باشد. وقتي ما از يک مايع به جاي ماده جامد استفاده مي کنيم ديگر نمي توان با استفاده از بيل آن را روي آسفالت پاشيد اينجاست که تفاوت دوم ايجاد مي شود.  يعني شيوه پاشش با روش سنتي متفاوت است در روش جديد ما سه نوع متفاوت پاشش داريم. نوع اول روش دستي است. يعني محلول ضديخ در يک پمپ ساده دستي که معمولا براي سمپاشي باغها و مزارع استفاده مي شود ريخته مي شود و عوامل اجرايي به صورت سيار به پاشش محلول در خيابان ها مي پردازند. اين روش اگر چه بسيار از روش سنتي بهتر است اما باز مشکل توزيع غير يکنواخت و سرعت پايين کار را دارد.  نوع دوم نوع اتوماتيک است. در اين نوع ، تجهيزات مشخصي که شامل يک پمپ و بازوهاي پاشنده و دستگاه کنترل ميزان پاشش است بر روي ماشين نصب مي شود و ماشين در حال حرکت به صورت اتوماتيک محلول را بر روي آسفالت مي پاشد. اين تجهيزات معمولا گران قيمت نيستند و به راحتي قابل نصب بر روي ماشين است. ويژگي اين دستگاه يکي در سرعت بالاي آن است که تا سرعت 50 کيلومتر در ساعت آن هم با بازوهايي که همزمان 3 خط بزرگراه را در بر مي گيرد هم مي توان استفاده کرد و ديگري در يکنواختي پاشش است. زيرا دستگاه به نحوي ساخته شده است که با تغيير سرعت ماشين متناسب با حجم مايع خروجي را تنظيم مي کند که ميزان محلول پاشيده شده در واحد سطح ثابت باشد. نوع سوم نوع هوشمند است. در اين حالت نازلهاي هوشمند در نقاط ثابت نصب مي شود که به حسگرهايي در زير سطح آسفالت و اطراف جاده متصل هستند.  به محض آن که حسگرها شرايط محيطي را در آستانه يخ زدگي ارزيابي کند نازلها به صورت خودکار فعال مي شوند و شروع به پاشش محلول ضديخ بر روي آسفالت مي کند. اين کار براساس برنامه از پيش تعيين شده تا زماني که نياز باشد ادامه خواهد داشت. اين روش عملا انسان را حذف مي کند و همه مراحل خودکار انجام مي شود اما به دليل گراني ، بيشتر در پلها، رمپ و لوپها و نقاط گردنه اي از اين شيوه استفاده مي شود. در عمل معمولا از هر سه شيوه به صورت همزمان استفاده مي شود زيرا محدوديت منابع باعث مي شود که نتوان در تمام خيابان ها از روش هوشمند يا اتوماتيک استفاده کرد.   
   يخزدگي ممنوع   
  البته ترکيب شيميايي و غلظت محلول ضديخ متناسب با شرايط منطقه تعيين مي شود مثلا در شهري که حداقل دماي محيط به 30 درجه زيرصفر مي رسد طبعا بايد از محلولي استفاده کرد که نقطه انجمادي کمتر از 30درجه داشته باشد درغير اين صورت خود محلول ضديخ احتمال دارد که يخ بزند و منجمد شود. نامداري معتقد است در عمل اين مواد دماي موثري دارند که اندکي از دماي انجمادشان بيشتر است. مثلا محلولي که نقطه انجمادش 35درجه زير صفر است تنها در دماي بيشتر از 15درجه زير صفر قابل استفاده است که اين دما را دماي موثر ناميده ايم.  ضمنا نکته مهم ديگر اين است که ما بايد مواردي را استفاده مي کرديم که ضمن اين که به آسفالت و محيط زيست لطمه نزنند به لحاظ اقتصادي هم استفاده از آنها در قياس با شن و نمک مقرون به صرفه باشد که اکنون خوشبختانه در جهاد دانشگاهي واحد صنعتي شريف تقريبا به فهرست کاملي از محلول هاي متفاوت که در شهرهاي ايران با اقليم هاي متفاوت قابل استفاده هستند دست يافته ايم و ترکيب شيميايي و غلظت و مشخصات آنها کاملا تعيين شده و آزمايش هاي لازم نيز انجام شده است.  نامداري در پايان درباره زمان شروع استفاده از اين روش در کشور مي گويد: در سال گذشته اين تجربه در بخشهايي از مناطق يک و سه شهرداري تهران انجام شد که نتيجه خوبي به همراه داشت که منجر به دستور شهردار محترم تهران براي جايگزيني شيوه جديد به جاي شيوه سنتي در کليه مناطق تهران در سال جاري شد. همچنين شهرداري هاي مشهد، اردبيل ، همدان و... و ادارات کل راه و ترابري تهران و قم هم در حال همکاري با جهاد دانشگاهي واحد صنعتي شريف براي استفاده از اين روش در ماههاي سرد امسال هستند که اميدواريم منجر به تحولي جدي در ارائه خدمات به شهروندان در هنگام بارش برف شود و ديگر از ترافيک ها و حوادث رانندگي و نيز تعطيلي شهر به دليل بارش ساده برف خبري نشنويم.    
   منبع:جام جم 14/8/85 گزارش:بهاره صفوي &nbsp;  