Thu hẹp khoảng cách: Tái sử dụng cánh tua bin gió để xây cầu
Tác giả: Tess Malone, Viện Công nghệ Georgia
Nguồn: Allison Carter
Jud Ready lần đầu tiên đến Công viên Beaverbrook để tham gia sự kiện nhận nuôi một dòng suối khi còn là sinh viên sau đại học. Khi chuyển đến khu phố phía tây bắc Atlanta, anh đã tham gia vào các nỗ lực cải thiện công viên.
"Hồi đó, công viên rất lầy lội. Theo thời gian, chúng tôi đã thêm một đường mòn tập thể dục, sân chơi, vọng lâu và sân bóng, nhưng chúng tôi không có nơi nào để bạn có thể đi bộ qua rừng", Ready cho biết. Vấn đề là gì? Một con lạch đã ngăn cản lối đi dễ dàng và công viên không có cầu để bắc qua.
Mặc dù nhận được khoản tài trợ từ Park Pride, một tổ chức phi lợi nhuận giúp người dân cải thiện công viên của họ, Ready nhận ra rằng số tiền đó không đủ để xây một cây cầu bắc qua dòng nước chảy xiết. Sau đó, Ready, một kỹ sư nghiên cứu chính tại Viện Nghiên cứu Georgia Tech với chức vụ chung tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, biết được rằng một trong những đồng nghiệp của mình đang sử dụng cánh tua bin gió đã ngừng hoạt động để làm cầu.
Trong tám năm, Russell Gentry, một giáo sư tại Khoa Kiến trúc và là thành viên của Mạng lưới Re-Wind, đã khám phá cách tái chế các cánh tua bin gió thành cơ sở hạ tầng chức năng. Re-Wind, một tổ chức quốc tế, đã xây dựng hai cây cầu ở Ireland, nơi năng lượng gió phổ biến hơn. Cầu Beaverbrook là cây cầu đầu tiên ở Hoa Kỳ, nhưng việc xây dựng nó không phải là một quá trình sao chép và dán đơn giản từ bên kia Đại Tây Dương.
Nguồn: Maxwell Guberman/Viện Công nghệ Georgia
"Đó không phải là tái chế vì chúng tôi không đưa vật liệu trở lại trạng thái ban đầu; mà thực sự là tái sử dụng có tính thích ứng", Gentry giải thích. "Hãy nghĩ về nó như sự khác biệt giữa gỗ và giấy. Bạn có thể lấy một cái cây và nghiền nhỏ để làm giấy, nhưng nếu bạn giữ nguyên hình dạng ban đầu, bạn sẽ có gỗ. Đây là vật liệu có khả năng hơn nhiều xét về mặt cấu trúc".
Giống như hầu hết mọi thứ ở Mỹ, các cánh quạt lớn hơn so với các cánh quạt tương tự ở châu Âu. Lưỡi dao dài 15 mét nặng khoảng 7.000 pound, vì vậy việc di chuyển nó từ ngôi nhà đầu tiên của nó trong một trang trại gió Colorado đến một công viên công cộng Georgia không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Với sự hỗ trợ tài chính, Ready và Gentry đã thành lập một nhóm gồm một chục sinh viên, nhà nghiên cứu và cựu sinh viên của Georgia Tech để đưa lưỡi dao đến Công viên Beaverbrook.
Cayleigh Nicholson (kiến trúc), Sakshi Kakkad (máy tính và kiến trúc), cả hai đều tốt nghiệp năm 2024, và sinh viên năm thứ tư ngành kỹ thuật xây dựng Gabriel Ackall đã đảm bảo rằng cây cầu được thiết kế tốt và tuân thủ các quy định của thành phố. Nicholson đã dành một học kỳ để khảo sát Beaverbrook để xác định đường đi và vị trí tốt nhất của cây cầu. Kakkad đã phát triển phần mềm để hiểu rõ hơn về hình dạng của lưỡi dao và định vị nó trong cầu. Ackall đã tham gia vào quá trình thiết kế, làm việc với nhà thầu móng, Cantsink, để tính toán ứng suất và độ võng trong BladeBridges.
Nguồn: Allison Carter
"Về cơ bản, chúng tôi phải thiết kế toàn bộ hệ thống kết cấu của cây cầu từ đầu, vì các quy định về cầu và tòa nhà hiện tại không có nhiều thông tin về vật liệu composite được sử dụng trong các cánh tuabin gió hoặc trong việc tái sử dụng thích ứng cho công trình xây dựng mới", Ackall lưu ý. "Chúng tôi đã sử dụng phần mềm mô hình hóa tiên tiến kết hợp với kiến thức mà chúng tôi có được sau hơn nửa tá năm thử nghiệm và tạo mẫu cánh tuabin gió để biến cây cầu thành hiện thực và đảm bảo an toàn".
Ngay cả cựu sinh viên Tierson Boutte, chủ sở hữu công ty cây xanh Boutte Tree, cũng đã giúp thực hiện việc lắp đặt. "Chúng tôi rất biết ơn khi có thể đền đáp cộng đồng bằng cách cắt tỉa cây để cần cẩu có thể nâng cánh tuabin", ông nói.
Vào một ngày nắng đẹp vào giữa tháng 3, cây cầu đã được lắp đặt với sự kết hợp của 16 thành viên từ Chappell Construction, do cựu sinh viên Wade Chappell chỉ huy; Williams Erection Company, do cựu sinh viên Art Williams làm chủ; và thợ sắt từ Địa phương 387. Cuối cùng, với một chút trợ giúp từ một nguồn bất thường, một khu phố có thể tận hưởng trọn vẹn công viên của mình.
