Halil Ceylan sa Iowa State University je uz pomoć svog pametnog telefona i aplikacije instalirane na njemu koja daje mogućnost upravljanja pokrenuo prvo testiranje betonske ploče koja obezbeđuje elektoprovodljivost a instalirana je na kolovozu jednog američkog aerodroma.
Kada se bliži olujno vreme i zima, Ceylan može da koristiti ovu aplikaciju kako bi uključio sistem za zagrevanje kolovoza, a zahvaljujući mogućnosti video snimanja u realnom vremenu moguće je to i pratiti, odnosno gledati kako se sneg i led tope.
Krajem prošle jeseni Ceylan i njegov istraživački tim, koji su bili učesnici u programu „Program for Sustainable Pavement Engineering and Research“ na Iowa State University instalirali su dve test ploče dužine okvirno 4-4,5 metra od elektroprovodljivog betona u kolovoz u okviru jugozapadnog dela „Elliott Aviation“ hangara koji se nalazi na severnoj strani „Des Moines“ međunarodnog aerodroma. Hangar se nalazi na sredini aerodroma i posvećen je manjim avionima.
Ceylan, sa Iowa državnog univerziteta je profesor građevinarstva i inženjeringa zaštite životne sredine. On radi i dalje na razvoju sistemske aplikacije za telefon, pomoću koje je dobio slike ploča tokom jedne od retkih snežnih padavina koje su bile ove zime. Prostor pored područja test ploče je bio prekriven otprilike centimetar do dva sa snegom dok su dve ploče obeležene dijagonalnim crvenim prugama bile jasno osušene.
„Dokazali smo da ova tehnologija radi", rekao je Ceylan. „Naš cilj je da aerodromi budu otvoreni, sigurni i pristupačni. Ne želimo nikakva klizanja ili padove, ili bilo kakvo proklizavanje aviona sa piste. Naša tehnologija može doprineti pružaju bezbednijeg okruženja i manjeg kašnjenja."
Slika. Test ploče su označene crvenim dijagnalnim prugama (foto: Halil Ceylan, preuzeto sa www.sciencedaily.com)
Troškovi zagrevanja kolovoza
Ovo je prva stvar koju je Ceylan istakao nakon uspeha ove test ploče na aerodromu „Des Moines„ jer su se mnogi pitali koliko košta.
Ceylan i njegova istraživačka grupa su uradili proračun: Korišćenjem 333 vati po kvadratnom metru (otpilike onoliko energije koliko koriste tri sijalice) za sedam sati, operativni trošak je oko 19 centi po kvadratnom metru.
Sedam sati „je više nego dovoljno da bi se istopilo malo leda ili snega", rekao je Ceylan.
Dok bi troškovi instalacije biti veći od onih za običan put, ovom tehnologijom grejanja kolovoza štedi se na troškovima sanacije, odleđivanja hemikalijama i pročišćavanja otpadnih voda izlivanjem.
Međutim Nahvi, apsolvent u oblasti građevinarstva i ekološkog inženjerstva i deo Ceylanove istraživačke grupe su analizirali troškove grejanja piste na aerodromima i došli do zaključka da su prednosti veće od troškova.
Kako funkcioniše?
Ceylan, pozivajući se na video snimak test ploča dan nakon slabog snega, istakao je kako su one ostale suve.
„Sada ne pada sneg ali je i dalje hladno i sve prekriveno snegom i ledom", rekao je on i dodao da je jasno kako funkcioniše.
Test ploče od elektroprovodljivog betona sastoje se od 1 odsto ugljeničnih vlakana i posebne mešavine cementa, peska i kamenja. Ugljenična vlakna omogućavaju betonu da provodi elektricitet, ali postoji i određeni otpor pokretnih elektrona koji stvaraju toplotu.
Alireza Sassani, doktorant na studijama građevinasrtva i ekološkog inženjerstva, na čelu je studije koja se odnosi na ovu betonsku mešavinu. Uz pomoć National Concrete Pavement Technology Center koji se nalazi u okviru Iowa University, on je pripremio stotine uzoraka betona u laboratoriji kako bi se dobila prava kombinacija čvrstoće, zatezne čvrstoće, primenljivosti, trajnosti i električne provodljivosti.
Test ploče na aerodromu „Des Moines“ su 19cm debljine i sastoje se od dva sloja - na dnu se nalazi 10cm regularnog betona, a na vrhu 9cm električno provodljivog betona. Između slojeva se nalazi dvanaest metalnih elektroda, šest po ploči, širine koliko i svaka ploča. Elektrode su povezane sa napajanjem od obližnjeg hangara.
Ploče su takođe povezane sa različitim senzorima pa se tu nalaze temperaturne sonde, merne trake, senzori za vlagu i sl. Postoje dve nadzorne kamere montirane u blizini. A ekipa je dobila i najnoviji istraživački alat - termalnu kameru visokog kvaliteta.
Hesham Abdualla i Sajed Sadati, koji su na doktorskim studijama građevinarstva i ekološkog inženjerstva, nedavno su pokazali upotrebljivost kamere slanjem 70 volti energije kroz test uzorak elektroprovodljivog betona koji je bio dužine 35,5 centimetara, širine 10cm a debljine 10cm.
Ali Arabzadeh, još jedan doktorant na studijama građevinarstva i ekološkog inženjerstva, postavio je termo kameru u blizini i moglo se gledati kako se elektrode zagrevaju, stvarajući termo slike u crvenoj i beloj boji. Zatim, kako ugljenična vlakna u ispitivanom uzorku šire električnu i toplotnu energiju, tako slike na fotoaparatu pokazuju boje od plavih do zelenih i žutih. Nakon nekoliko minuta, kamera beleži temperaturu od oko 75 stepeni.
