Zeynep Dilara Akyürek / Milliyet.com.tr – Her geçen gün zelzelelerde kaybettiklerimize hasret artarken, mümkün büyük zelzelelere bir adım daha yaklaşıyoruz. Tıpkı acıların tekrarlanmaması, kentlerin milyonlarca liralık enkazlara dönmemesi ve sarsıntı kaygısının katlanmaması için pek çok uzman tedbir alınması için müddetin azaldığını vurguluyor. 2022’de Etraf ve Şehircilik Bakanlığı’nın açıkladığı bilgilere nazaran İstanbul’da 695 bin bağımsız ünitenin dönüşümü tamamlanmış, 93 bin bağımsız ünitenin de kentsel dönüşüm süreci de devam ediyordu. Şubat 2024’te ise bu sayılar 60 bin 632 bağımsız kısmın tamamlandığı, 38 bin 214’ünün dönüşümüne devam edildiği tarafında revize edildi. Lakin kimi yapılar kentsel dönüşüme gereksinim duymasa da, büyük bir sarsıntı ya da şiddetli rüzgârda onları koruyacak sistemlerle destekleniyor. Toplamda 6 üniversiteden 13 uzmanın katıldığı ‘U’ formlu damperleme projesi de onlardan biri. Üstelik hem sarsıntı hem yangında devreye girebiliyor. Proje Yürütücüsü ve İTÜ Makine Mühendisliği Kısmı Öğretim Üyesi Prof. Dr. Tahsin Engin, ‘askeri parola’ ayrıntısıyla zelzele sönümleyicinin ayrıntılarını Milliyet.com.tr’ye anlattı.
‘ASKERİ PAROLA ÜZERE ÇALIŞIYOR’
Bir sistemin kimi frekanslarda başkalarına göre daha büyük genliklerde salınması eğilimine ‘rezonans’ deniyor. Bu frekanslarda küçük periyodik kuvvetler bile çok büyük genlikler üretebilir. Prof. Dr. Tahsin Engin’in ‘askeri parola’ örneği verdiği bu durum II. Dünya Savaşı sırasında 7 Kasım 1940’da rüzgârın tesiriyle oluşan titreşimler yüzünden çöken, Tacoma Köprüsü’nde yaşanmıştı. Orada da mekanik sistemlerde tam bir felaket olan ‘rezonans frekansı’ mekanik sistemin mahvolmasına neden oldu. 1940’ta rüzgârın oluştuğu girdapların frekansı, köprünün titreşim frekansıyla eşleşince sonuç yıkım oldu. Prof. Dr. Tahsin Engin bu durumu şöyle açıklıyor:
“Askerlikte parola denen bir şey var. Asker, bir yere gireceği vakit parola söyler. Parola doğruysa kapılar açılır. Rezonans da bu parola üzere. Mekanik sistemin kapısına gelen titreşim parolayı bilirse yani o yapının titreştiği doğal frekansta titreştirirse, yapı bunu kendi hücre titreşiminden biliyor ve tüm kalbini titreşime açıyor. Dalgalar birbiri üstüne bindiğinden genlikler artıyor ve binanın sonu geliyor. Tüm binalar, kendi frekansı dışındaki frekanslara direnç gösterirken, kendi frekansı üzere bir titreşim gelince kendi sonunu hazırlıyor. Bizim sistemimizin en kıymetli noktası da burada başlıyor. Rezonansta bile binayı koruyor ve muhafaza en üst düzeye çıkıyor. Pasif yarı etkin ve faal olarak 3 kümeye ayrılan sıvı sütun sönümleyici, dışarıdan müdahale yapmıyorsanız büsbütün pasif bir sistem. Bunların performansı belirli ölçüde ve ötesine geçemezsiniz. Bizimki ise sarsıntı anında, sıvı ‘U’ tüpünde hareket etmeye başlayınca, bu hareketi denetim altına almanızı ve daha tesirli sönümleme yapmanızı sağlıyor. Sistemi pasif, yani kendi haline bırakırsanız da sarsıntı hareketlerini belirli oranda sönümleyebiliyorsunuz. Pasif sönümlemede yüzde 25 ila 30 ölçüsünde olan bu oran, suyun hareketini denetim altında tutabilen pistonlarla, dışarıdan anlık harici kuvvetler uygulandığında yüzde 15 ila 20 oranında düzgünleşme sağlıyor. Yarı faal sistemde ortalama yüzde 50 oranında güzelleşme öngörüyoruz. Elektrikle ilgili sorun yaşanırsa, pasif olarak misyon yapan sistem, küçük bir bataryayla yarı faal bir sönümleme de yapabilir.”
‘İNŞAAT MALİYETİNİN YÜZDE 1’İ BİLE DEĞİL’
Bir yapının baştan aşağı yenilenmesi için ekonomik kurallar da göz önünde bulunduruluyor. Hem sağlam hem de uygun fiyatlı olması kaydıyla sarsıntıda yıkılmayacak bir yapı inşa etmek, betonarmeler için maliyetin de artması manasına geliyor. Ancak zelzele anında yapı ayakta kalabilecek dahi olsa, o an büyük bir sarsıntı korkusu yaşayan bina sakinlerinin sarsıntıyı daha az hissetmesi ve küçük hasarlara dahi mani olmanın yolu, sarsıntıyı sönümleyen sistemler kullanmaktan geçiyor. ‘U’ tüpü, tam da bu noktada devreye giriyor. İnşaat maliyetinin yüzde 1’i kadar bile olmayan bir bütçeyle maddi ve manevi hasarın önüne geçilebiliyor.
Prof. Dr. Tahsin Engin yapıyı ve içinde bulunanları koruyan bu sistemin maliyetine ait, “Diyelim ki bir kulede yaşıyorsunuz ve kule çok ağır rüzgâr altında. Örneğin Ankara’daki Atakule yahut İstanbul’daki Çamlıca Kulesi’ndesiniz. Bu noktada bazen rüzgâr o denli bir titreşim yaratıyor ki, hissediyor ve huzursuz oluyorsunuz. ‘U’ halindeki bu sistemi binaya koyunca, bu tıp salınımları da sönümleyerek insanlara konfor alanı sağlanabiliyor. 5 katlı binalar için bu sistemi pek önermiyoruz. Daha çok metropollerdeki 15-20, hatta 40 katlı binalarda bu sistemin kullanımını tavsiye ediyoruz. Kat yüksekliği ne kadar artarsa, sistem de o kadar efektif oluyor. Bu sistem bina toplam kütlesinin yüzde 3 ila 4’ü kadar ek ağrılık getiriyor. Örneğin, 5 katlı binanın her katını 100 ton kabul ederseniz, toplamda 500 ton eder. Onun yüzde 3’ü kadar yükü binanın zirvesine koyduğunuzda, devede kulak kalır. Lakin aygıtın ebatları, kullanılacağı binaya nazaran özel tasarlanmalı. Maliyet de bu açıdan değişiklik gösterebilecek olsa da, inşaat maliyetinin yüzde 1’i bile olacağını sanmıyorum. Buradaki asıl maliyet, mühendislik hizmetiyle binanın simülasyonunun yapılması olacaktır. Bu da binanın toplam maliyetinin yanında yüzde 1 ila 1 buçuğuna denk gelir” diye konuştu.
BİNALARA SONRADAN DA DAHİL EDİLEBİLİYOR
İstanbul Teknik Üniversitesi, Sakarya Üniversitesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Türk-Alman Üniversitesi, Gebze Teknik Üniversitesi ve Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi’nin üzerinde çalıştığı sistem, pek çok sarsıntı sönümleyiciden farklı çalışıyor. İzolatör kullanımı her geçen gün artsa da, bu sistemler çoklukla inşaat esnasında yapının bodruma yakın, alt katlarına yerleştiriliyor. Prof. Dr. Tahsin Engin’in de verdiği 6 Şubat örneğinde sarsıntı izolatörleri yapıya sonradan dâhil edildiğinde hem bina sıhhatini olumsuz etkiliyor hem de maliyeti artıyor. Peki hiçbir sönümleyiciye benzemeyen ‘U’ biçimli tank hangi yapılara, nasıl dahil ediliyor? Prof. Dr. Tahsin Engin sistemin en çok merak edilen yanını açıklayarak kelamlarını şöyle sonlandırdı:
“Yapının en büyük özelliklerinden birini 6 Şubat’tan örnek vererek açıklayacağım. Pasif izolatörlü olan yapılar hasar görmedi. Bir binanın izolatörlerle donatılması için kolonların denetimli halde kesilmesi ve izolatörlerin yerleştirilmesi lazım. Mühendislik hizmeti alsa da binaya bu sistemleri sonradan eklemek mali manada ve binanın mevcut sıhhatini tehdit ettiği için çok istek edilmiyor. Böylelikle birçok sarsıntı muhafaza sistemi mevcut binalara uygulamak konusunda maliyetli ve düşünceli hale geliyor. Bizim geliştirdiğimiz sistem binaların en üst katına, sismik hareketlerinin en fazla hissedildiği yerlere yerleştiriliyor. Bu ‘U’ formlu tüpün içinde su kullanılıyor. Zelzele olmasa da yangın anında su deposu olarak da kullanılabilecek biçimde tasarlandığından, hem etraf dostu hem mevcut binalara kolaylıkla adapte edilebilir. Yeni inşa edilen yapılan binalarda da çatı katında bu sistem için özel bir yer ayarlaması yapılarak rahatlıkla uygulanabilir.”