Yangından Zarar Görmüş Beton Yapılar İçin Geliştirilen İlk Adli İnceleme Cihazı

ABD Ulusal Yangından Korunma Derneği (NFPA), 2020’de ABD’de 490.500 yapı yangını gerçekleştiğini bildirdi. İnsanlar yangından sonra oluşan hasarla daha çok mücadele ediyor. Yapı yangınları sadece 2020’de 12,1 milyar dolarlık maddi hasara neden oldu.

Peki, yangından zarar görmüş yapının yeniden inşa edilip edilmeyeceğine nasıl karar veriliyor?

Kore İnşaat Mühendisliği ve Yapı Teknolojisi Enstitüsü (KICT), yangından zarar görmüş beton yapılar için dünyanın ilk adli inceleme aracını geliştirdi.

Genelde, beton yangına maruz kaldığında, çimento matrisindeki hidratasyon ürünleri kimyasal olarak ayrışır. Çatlaklara, dayanımının yüksek miktarda azalmasına ve hatta yapı olarak hizmet ömrünün sona ermesine yol açar. Bununla birlikte, yangından kaynaklanan hasar seviyesini kesin olarak değerlendirebilecek yaygın olarak kabul gören bir teknik bulunmamaktadır. Görsel gözlem, sıkıştırma testi, UV spektrumu, oksijen ölçümü gibi çeşitli teknikleri araştırma makalelerinde konu edilse de bunların hiçbiri yangın sahnelerindeki yapının değiştirilmesi veya onarılması konusunda bilimsel bir ipucu veremez. Bunun nedeni, sonuçlarının her zaman doğru olmaması, yeniden üretilememesi ve dolayısıyla gerçek yangın senaryolarına uygulanamamasıdır.

KICT’de Yangın Güvenliği Araştırma Departmanı üst düzey yöneticilerinden Dr. Youngsun liderliğindeki bir araştırma ekibi, yukarıdaki soruları yanıtlayabilen F2IS (yapının adli incelemesi) aracını geliştirdi. Araç, yangından zarar görmüş betondan her 10 mm derinlikte sadece 1 ~ 2g numune alınarak değerli bilgiler elde edebiliyor. Örneğin, F2IS, yangının yarattığı ısınmayı ve beton yüzeyindeki zaman-sıcaklık eğrilerine olan yansımasını %80’nin üstünde bir doğrulukla tahmin edebiliyor. Aynı zamanda üç boyutlu simülasyon tekniğini kullanarak termal yayılımı yeniden üretilebilinir.

Nihai sonuçları belirlemek için F2IS, bir dizi protokolü takip eder. Süreç, bir yangın yerine girmekle başlar, ardından yangından zarar görmüş beton yapı için pratik örnekleme tasarımı (PSD); belirli numuneleri analiz etmek adına kullanılacak uygun kimyasal cihazları seçmek için deneysel tasarım (ED); kimyasal sonuçtan temel özellikleri ayırmak için kimyasal profil oluşturma algoritması (CPA) ve son olarak CPA sonuçlarını ve büyük bir veri platformunda önceden depolanmış standart verileri karşılaştırmak için derin öğrenme arayüzü algoritması (DIA) kullanımı ile devam eder.

Bir F2IS aracıyla, tüm PSD, ED, CPA ve DIA prosedürünü tamamlamak iki haftadan kısa sürüyor. Böylece maliyeti azaltırken aynı zamanda işin sürekliliği de sağlanabilir. F2IS aracının yüksek doğruluğu ve şeffaflığı, ev sahibi ile yangından sorumlu olan kişi arasındaki gerilimi de ortadan kaldırabilir ve sigorta şirketlerinin sorumluluğunu azaltabilir. Ek olarak, F2IS tarafından yeniden üretilen termal görüntünün çıktısı, yangın müfettişleri tarafından sonuçlandırılan diğer birçok yangın senaryosu arasından tek bir kesin senaryoya kara verilmesine katkıda bulunabilir.

Dr. Heo, “Yangına maruz kaldıktan sonra beton yapının hizmet ömrü, hasar derecesine bağlı olarak iki hafta içinde azalabilir. Betonda yangından kaynaklanan boşluk hacmi ne kadar yüksek olursa, servis ömrü beklentisinde o kadar hızlı azalma olur. Yapı yeniden inşa edilmeyecek ise, hasar ne kadar küçük olursa olsun acil teşhis ve sonraki onarım çalışmalarına devam edilmelidir.” dedi.

Teknolojinin patentini ağustos 2021’de alan ekip, F2IS’i ticari olarak geliştirebilecek şirket arayışına başladı. Ekip, bu tekniğe ek olarak, hidratasyon ürünlerinin ayrışmasını kimyasal olarak iyileştirebilen ve yangın nedeniyle oluşan çatlakları fiziksel olarak doldurabilen ve dolayısıyla yangından zarar görmüş beton yapının kalan hizmet ömrünü geri kazanabilen bir rehabilitasyon sistemi geliştirmeyi de planlıyor.

Kaynak: https://techxplore.com/news/2021-11-world-forensic-tool-fire-damaged-concrete.html