ทีมนักศึกษาคณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี (มจธ.) นำหลักการของ กำแพงกันคลื่น อุปกรณ์ติดตั้งริมทะเลเพื่อลดพลังงานของคลื่นที่พัดเข้ามากัดเซาะชายฝั่ง มาพัฒนาเป็น “กำแพงกันคลื่นแบบลอยตัว” ที่สามารถใช้ลดแรงของคลื่นน้ำ ที่เกิดจากการวิ่งของยานยนต์บนถนนที่ถูกน้ำท่วมได้ถึง 42.7 เปอร์เซ็นต์ รวมถึงจุดเด่นที่เหนือกว่าการกันคลื่นด้วยแผงกั้นแบริเออร์หลายประการ
นายวชิรวิทย์ รางแดง นักศึกษาชั้นปีที่ 4 ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล มจธ.กล่าวถึงที่มาของ “โมดูลซับแรงกระแทกน้ำจากการขับรถในช่วงสถานการณ์น้ำท่วม”
(Water
Shock-Absorbing Module from Driving A Flood Situation) ที่ออกแบบและพัฒนาขึ้นว่า
เป็นชิ้นงานที่ทำขึ้นเพื่อเข้าร่วมประกวดในงาน “Ford+ Innovator
Scholarship 2021”
ซึ่งเป็นเวทีประกวดโครงงานสิ่งประดิษฐ์ ในหัวข้อ นวัตกรรมพลังบวกเพื่อโลกที่น่าอยู่
(Plus For A
Better World Challenge) โดยโจทย์จะต้องเป็นงานเชิงความคิดสร้างสรรค์ที่สามารถนำพัฒนาให้เกิดขึ้นได้จริง
ซึ่งในช่วงนั้นมีข่าวและคลิปต่างๆ ที่สื่อถึงความทุกข์ของคนริมถนน ทั้งผู้ที่พักอาศัยในของอาคารบ้านเรือนและร้านค้า
รวมถึงผู้คนที่เดินสัญจรไปมา ซึ่งนอกจากน้ำท่วมขังที่ต้องเผชิญแล้ว
ยังต้องรับมือกับคลื่นน้ำ ที่เกิดจากการวิ่งของรถที่ซัดเข้ามาสร้างความเสียหายทั้งกับร่างกายและทรัพย์สิน
ความท้าทายของงานชิ้นนี้ในเชิงวิศวกรรม คือ
กำแพงคลื่นทั่วไปจะสร้างขึ้นเพื่อจัดการกับคลื่นจากทะเลที่มีขนาดและทิศทางที่ค่อนข้างแน่นอนในแต่ละช่วงเวลา
แต่กำแพงคลื่นที่จะสร้างขึ้นมานี้ นอกจากต้องทำงานในสภาวะที่ลูกคลื่นที่เกิดจากยานยนต์ที่มีขนาดและความเร็วต่างกันอยู่ตลอดเวลาแล้ว
ยังต้องเป็นอุปกรณ์ที่ทำงานกับน้ำท่วมที่ระดับความสูงต่างๆ
ได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย
“เนื่องจากระดับน้ำท่วมบนถนนแต่ละเส้น หรือในแต่ละวัน จะไม่เท่ากัน และการสร้างกำแพงให้สูงไว้ก่อนนั้น นอกจากต้นทุนที่สูงแล้วยังยากต่อการเคลื่อนย้าย ดังนั้นเราจึงเลือกออกแบบโดยใช้วัสดุที่ความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ โดยใช้การสวมเข้าไปบนเสาเหล็กกันสนิมที่ตั้งอยู่บนตัวฐานที่มีน้ำหนัก และออกแบบให้ส่วนรับคลื่นมีความโค้งเหมือนตัวอักษร C ที่จะช่วยลดและเปลี่ยนทิศทางของมวลน้ำที่เข้ามา ซึ่งออกแบบให้มีระยะห่างระหว่างตัวเสากับตัวกำแพงเล็กน้อย ทำให้นอกจากการขยับขึ้นลงได้ตามระดับน้ำ ณ เวลานั้นแล้ว ยังสามารถขยับไปทางด้านหน้า ด้านหลัง เพื่อสร้างคลื่นมาสวนกับคลื่นจากยานยนต์ ทำให้กำแพงกันคลื่นแบบลอยตัวของเรานอกจากสามารถลดแรงของคลื่นได้แล้วยังสามารถสะท้อนและหักล้างพลังของคลื่นลูกใหม่ที่จะเข้ามาได้อีกด้วย ซึ่งจากการวิเคราะห์โดยการนำหลักการพลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณมาใช้ในการวิเคราะห์การไหลภายนอกของโมดูล ร่วมกับการทดสอบด้วยแบบจำลองในตู้กระจกทดสอบในมาตราส่วน 1:10 พบว่ากำแพงคลื่นที่สร้างจากโฟมของเรา สามารถลดแรงดันของคลื่นได้ถึง 42.7 เปอร์เซ็นต์”
นายปภังกร สุขเพ็ญ นักศึกษาชั้นปีที่ 4 ภาควิศวกรรมไฟฟ้า สมาชิกอีกท่านหนึ่งของทีม ที่รับผิดชอบการสร้างโมเดลจำลอง เพื่อทดสอบผลของการออกแบบ กล่าวถึงจุดเด่นของกำแพงคลื่นแบบลอยตัวที่พัฒนาขึ้น
“เนื่องจากรูปแบบคลื่นที่เกิดจากยานพาหนะต่างๆ
จะมีลักษณะใกล้เคียงกัน ดังนั้นนอกจากกำแพงกันคลื่นแบบลอยตัวของเราจะใช้ได้จริงกับช่วงน้ำท่วมแล้ว
ยังสามารถนำไปใช้ติดตั้งตามแนวคูคลอง เพื่อการลดแรงของคลื่นที่เกิดจากเรือที่ผ่านไปมาได้อีกด้วย” วชิรวิทย์
กล่าวเสริมถึงจุดเด่นของเครื่อง
ท้ายที่สุด น้องๆ ทั้ง 3 คน กล่าวว่า
ส่วนหนึ่งของความสำเร็จครั้งนี้
เกิดจากคำแนะนำของ ดร.กำธร
เสพย์ธรรม อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล มจธ. ในฐานะอาจารย์ที่ปรึกษาที่แนะนำให้ใช้กระบวนการทางวิศวกรรม
ทั้งการคำนวณด้วยโปรแกรม (Simulation) และการทดลองด้วยแบบจำลอง
มาทดแทนการสร้างและทดลองจากชิ้นงานจริงที่ไม่สามารถทำได้จากสถานการณ์การระบาดของโควิด
และระยะเวลาที่จำกัด รวมถึงขอบคุณทางคณะวิศวกรรมศาสตร์ มจธ. ที่ให้ให้ใช้เครื่องมือต่างๆ
รวมถึงคอมพิวเตอร์ Workstation ของคณะในการคำนวณทางวิศวกรรมอีกด้วย
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น