Charles W. W. Ng, a Hong Kong University of Science and Technology (HKUST) professzora a Magyar Geotechnikai Egyesület és az MMK Geotechnikai Tagozata által februárban, Budapesten szervezett 25. Széchy Károly-emlékkonferencián tartott telt házas előadást „A geotechnikai jelenségek elemzése és a megelőző mérnöki tervezés a centrifugamodellezés segítségével” címmel. A centrifugákról, a kőbe vésett szabályok megkérdőjelezéséről és az elmélet gyakorlati hasznáról beszélgettünk.

Rozsnyai Gábor

Rozsnyai Gábor

– Professzor úr, ön szerint mi a geotechnika lényege?
– A munka fókuszában a geotechnikai struktúrák hosszú távú viselkedésének megfigyelése és a rugalmas, fenntartható geotechnikai megoldások fejlesztése áll.

– Miben tud segíteni a centrifugamodellezés?
– A centrifuga fontos geotechnikai adatokat és prediktív modelleket szállít, amelyek lehetővé teszik a biztonságos, gazdaságos és robusztus geotechnikai struktúrák és folyamatok fejlesztését. Az így nyert információk felhasználhatók a deformációk és a geotechnikai kudarcok alapvető mechanizmusainak megértéséhez, a numerikus modellek ellenőrzéséhez hasznos referenciaértékek megadásához, valamint a tervezési és építési módszerek fejlesztéséhez és optimalizálásához. A centrifuga különösen alkalmas hosszú vagy nagyméretű egyedi geotechnikai szerkezetek vagy folyamatok modellezésére. A lényeg, hogy jóval kisebb méretek alkalmazásával újból létrehozzuk azokat a stresszállapotokat, amelyek szélsőséges körülmények között hatnak pél-dául egy hegyoldalra, az alagutakra, a tartóoszlopokra, illetve mélyépítésnél a nagy munkagödrökre. Centripetális gyorsulással a tereptárgyakra ható erőket tudjuk előállítani laboratóriumi, a valóságos természeti viszonyokat mégis jól leképező körülmények között. A centrifugának köszönhetően tudunk tervezni a földrengések hatásaival, a tengeri létesítmények esetén a szél- és hullámterheléssel.

– Csupa gyakorlatias dolog…
– Mondok még példákat! Azokat a mechanizmusokat is tudjuk vizsgálni, amelyeket a robbanások, a tektonikai jelenségek okoznak; foglalkozunk a cseppfolyósítás során fellépő problémákkal, a szennyeződések szállításával, a tengeri törmelékek áramlásával, az éghajlatváltozás hatásai-val, illetve az olyan, relatíve új, de egyre nagyobb jelentőségű geológiai fejleményekkel, mint amilyenek például a palagáz kitermelése közben jöhetnek létre. A centrifugamodellezés lehetővé teszi azon folyamatok szimulációját is, amelyek egyébként nagyon időigényesek vagy rendkívül nehézkesek lennének, illetve amelyeket lehetetlen lenne biztonságosan elvégezni, például a hosszú távú talajkonszolidációs problémák, a robbanások hatása vagy a szennyezett hulladékokkal kapcsolatos esetek tanulmányozása.

– Mit tud a HKUST centrifugája?
– A geotechnikai centrifuga 8,4 m átmérőjű forgó karja a statikus modellvizsgálatokhoz a Föld gravitációjának 150-szeresére növelt gravitációs mezőt hoz létre. A centrifuga maximális modellezési kapacitása 400 g-tonna. A geotechnikai szerkezetek modelldobozokba építhetők, amelyek maximális mérete 1,5m x 1,5 m x 1,0 m. Az építési folyamatok, mint például a feltárás és a cölöpözés egy újonnan kifejlesztett, 4 tengelyes robot manipulátor segítségével szimulálhatók. Ezenkívül a centrifuga fel van szerelve egy kéttengelyes (2-D) rázóasztallal is. A működése nyomon követhető a http://www.gcf.ust.hk/gcf.htm linken.

– Ki ma a legjobb ezen a téren a világban?
– A Szovjetunió valaha élen járt, még a ’30-as években, Nagy-Britannia – egészen pontosan a Cambridge-i Egyetem – a ’60-as években volt fényes csillag. Mondanám, hogy ma az USA, de a polgári alkalmazások terén ők inkább az űrkutatásra, a számítógépekkel kapcsolatos új technológiákra és a biotechnológiára költenek. Jelenleg a Kínai Népköztársaságban és Japánban több tucat centrifuga épül. A University of Western Ontario idén május 2-án ad át egy nemzetközileg már most jegyzett centrifugát, de a Zhejiang University Kínában egy 15 m átmérőjű 1900 g-t dobcentrifugát épít. Főbb tendenciaként arra számítok, hogy nő a többdimenziós hidraulikus rázógépek, illetve a többtengelyes robotkarok szerepe, kiegészítve GPS-érzékelőkkel és optikai hálózatokkal. Ha elég elterjedtek lesznek a nagy átmérőjű dobcentrifugák, az egyetemi alapképzés részeivé válhatnak, hiszen remekül használhatók az olyan multidiszciplináris kutatásokban, mint az offshore – nem szárazföldi – geotechnikai tervezés, energiahordozó-feltárás, törmelékáramlás.

– Sanghajban 2009-ben összeomlott egy átadás előtt álló, 13 emeletes lakóépület, egy munkás meghalt. A mocsaras területen emelt házról készült képeken láthatók voltak a romba dőlt épület alapjai és az eltört támpillérek. Az átadás előtt a lakóház gyakorlatilag egyszerűen oldalra dőlt. Önök részt vettek a nyomozásban. Mit állapítottak meg?
– Építettünk egy modellépületet, és a -fenti módszerekkel azt állapítottuk meg, hogy a szomszédos telken szabálytalan -módon termeltek ki földet; ástak egy 4,6 méter mély gödröt, a földet pedig egyszerűen áthordták az épület túloldalára. Így az épületre megnövekedett talajnyomás hatott, a ház elkezdett csúszni. Az épületet tartó oszlopok a talajrétegek találkozásánál eltörtek, és az ház beledőlt a gödörbe. Látom a tekintetén, hogy azt gondolja, ez nem egy túl összetett probléma. Nos, valóban, nem is annyira geológiai, sokkal inkább menedzsmentproblémáról volt szó, helytelenül termelték, illetve deponálták a földet. Nem tettünk szert új tudományos tudásra, a vizsgálatunk legfontosabb tétele a felelősség megállapítása volt: ki fizesse a károkat?

– A hírekben néha arról is lehet olvasni, hogy bizonyos téren feszültségek vannak Hongkong és Kína kapcsolatában, de az előbb említett esettanulmány alapján úgy tűnik, hogy az együttműködés olajozottan működik. Jól látom?
– Tudományos színtéren minden rendben, egyre erősödik az együttműködés az „egy ország – két rendszer” filozófia jegyében, a kölcsönös előnyök mentén. Bizonyos dolgokat nem is tudunk Hongkongban kivitelezni, mert egyszerűen nincs rá hely, ilyen például a talajvizsgálat. Nekünk van a világon az egyik legkorszerűbb centrifugánk, de hegyoldalunk arra a célra, hogy kísérleteket végezzünk, nincs.

Ha beadunk egy pályázatot, nemzetközi szinten is megvizsgálják, hogy új elképzelésről van-e szó, illetve van-e esélyünk azon a területen világelsőnek lenni.

– Magyarországon sokan panaszkodnak, hogy a felsőoktatás, pláne az akadémiai élet és a gyakorlat közötti kapcsolat gyenge, túl erős az elmélet szerepe. Miként van ez Hongkongban?
– Ha van egy ötletünk, kérünk pénzt a kutatásra. A helyi – tehát a hongkongi – kormány nagyvonalúan finanszírozza az egyetemi kutatásokat, nemcsak bennünket, de a hét másik egyetemet is. Azonban a verseny nagy: a finanszírozó nem azt nézi, hogy milyen problémára keresel választ, még csak azt sem, hogy ez Kínát, Hongkongot vagy éppen Magyarországot érinti-e, hanem hogy van-e tudományos értéke. Ha beadunk egy pályázatot, nemzetközi szinten is megvizsgálják, hogy új elképzelésről van-e szó, illetve van-e esélyünk azon a területen világelsőnek lenni.

– A klímaváltozás klasszikus interdiszciplináris kutatási terület. Ezt elég sokan elemzik, önök miben akarnak kitűnni?
– Azt vizsgáljuk, hogy a környezeti tényezők – hőmérséklet, sugárzás, csapadék, szél, extrahőmérséklet – miként hat a talajra. Hol vannak a határok, hogyan lehet megoldani az erózió problémáját, miként lehet a klímaváltozás okozta károkat minimalizálni. Meddig emelkedik a vízszint? Egy vagy másfél métert? A költségekben óriási különbségek lehetnek.

– Előadásában úgy fogalmazott, hogy a bolondok, ha eszközt kapnak is a kezükbe, még mindig bolondok maradnak. Kifejtené ezt?
– Kevésbé radikálisan fogalmazva, az emberi agynál nincs fontosabb a mérnöki tudományok területén. Sajnos a diákok nálunk is szinte korlátlanul hisznek a számítógépben, de ez tévedés. Ha hibás információt adunk be, akkor szemetet kapunk eredményképpen, az emberi agy pótolhatatlan. Arra biztatom a diákjaimat, hogy a számítógépet ne arra használják, hogy tanuljanak tőle, hanem arra, hogy ellenőrizzék, helyes-e az elgondolásuk, vagyis hitelesítésre. Az eszközök, legyenek azok bármilyen korszerűek, arra valók, hogy hitelesítsék a sejtésünket.

– Tehát azok a diákok eredményesek, akiknek eredeti gondolataik vannak. Egyetért azzal, hogy az európai, észak-európai diákok sok esetben azért sikeresebbek, mert individualistábbak, mint a kollektivizmus szellemében nevelt ázsiai diákok?
– Én inkább úgy fogalmaznék, hogy a függetlenebbeknek áll a zászló. 17 országból vannak diákjaim, elmondhatom, hogy a kínai diákok inkább igénylik, hogy legyen egy szupervizoruk, aki fogja a kezüket.
Az ázsiai diákok a vizsgákon jobb eredményeket érnek el, de a kreativitás nem az erősségük: arra tréningezik őket, hogy engedelmeskedjenek a tanáraiknak, emiatt belőlük nem lesz jó kutató, ők követők lesznek, nem fognak új dolgokat létrehozni. Ez persze az átlag, vannak kivételek. Arra biztatom a diákjaimat, hogy kérdőjelezzék meg az összes szabályt.

– Még a kőbe vésetteket is?
– Semmi sincs kőbe vésve! Mindig azt mondom, hogy minden egyes mondatot kérdőjelezz meg: miért, miért, miért? A centrifugát arra is használjuk, hogy segítsen a megfigyelések értelmezésében, a hipotézisek megerősítésében, a numerikus modellek és módszerek kalibrálásában – hiszen egyébként hogyan győződhetnénk meg arról, hogy a számított eredmények helyesek-e?

– Hányan ülnek bent egy előadásán?
– Jellemzően 120-an.

– És bármikor kérdezhetnek?
– Nos, valójában én kérdezem őket, de ezt sokan nem szeretik.