เครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวราคาประหยัด’ฝีมือคนไทย

แม้พื้นที่ประเทศไทยส่วนใหญ่ไม่ได้อยู่ในจุดสำคัญที่ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากเหตุแผ่นดินไหวของโลก แต่ความเชื่อมั่นในความมั่นคงแข็งแรงของโครงสร้างอาคารจากแรงสั่นสะเทือนด้วยเหตุดังกล่าวถือเป็นเรื่องสำคัญเป็นอันดับต้นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ป่วยที่อยู่ในอาคารสูงของโรงพยาบาล หรือแม้แต่ผู้ที่กำลังใช้บริการระบบสาธารณูปโภคต่างๆ อาทิ รถไฟความเร็วสูง สะพาน ตลอดจนผู้ซึ่งอยู่ในละแวกถังเก็บน้ำมันขนาดใหญ่ เป็นต้น

รองศาสตราจารย์ ดร.ธีรพันธ์ อรธรรมรัตน์ หัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล คือหนึ่งในความภาคภูมิใจของมหาวิทยาลัยมหิดล ในฐานะ “ปัญญาของแผ่นดิน” ผู้ร่วมคิดค้นและพัฒนานวัตกรรมเซนเซอร์ตรวจวัดอาคาร “เครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวราคาประหยัด”

ซึ่งเป็นผลงานร่วมกันระหว่าง มหาวิทยาลัยมหิดล โดย ภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ และ กรมอุตุวิทยา ภายใต้ทุนสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.) ได้ผ่านการทดสอบใช้จริง ณ โรงพยาบาลเชียงใหม่ และโรงพยาบาลเชียงรายประชานุเคราะห์ ซึ่งอยู่ในจุดเสี่ยงที่ได้รับผลกระทบจากเหตุการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก ซึ่งกำลังเป็นที่เฝ้าระวังในประเทศไทย

โดยสามารถวัดค่าความสั่นสะเทือนและแจ้งเตือนผ่านนวัตกรรมเซนเซอร์ตรวจวัดอาคาร “เครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวราคาประหยัด” และทำให้ “ผู้ใช้” (Users) ซึ่งเป็นวิศวกรที่ดูแลอาคาร และผู้บริหารโรงพยาบาลตัดสินใจความปลอดภัยของอาคารได้ภายในระยะเวลาเพียง 20 นาทีหลังเหตุการณ์แผ่นดินไหว

โดยทั่วไปผู้ที่สนองตอบต่อแรงเคลื่อนตัวของเปลือกโลกมักได้แก่ผู้ที่อยู่ในชั้นสูงของอาคาร ความตื่นตระหนกอาจนำไปสู่เหตุไม่คาดคิด รวมถึงการอพยพที่ไม่จำเป็น อาจส่งผลให้เกิดการหยุดชะงักต่อการใช้พื้นที่ซึ่งการอพยพผู้ป่วยที่ไม่สามารถช่วยตัวเองได้ และการยกเลิกการใช้งานอาคารจะทำให้การช่วยเหลือในช่วงวิกฤติมีความยากลำบากมากยิ่งขึ้น เทคโนโลยีดังกล่าวจะช่วยให้ลดความสับสนเนื่องจากว่าแผ่นดินไหวทุกครั้งที่รับรู้ได้บนอาคารสูงไม่ได้ทำให้อาคารเกิดความเสียหายทุกครั้งแต่อย่างใด

นวัตกรรมเซนเซอร์ตรวจวัดอาคาร “เครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวราคาประหยัด” โดย ภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล และกรมอุตุนิยมวิทยา นับเป็นผลงานนวัตกรรมที่นำความภาคภูมิใจมาสู่ชาวไทยทั้งประเทศ ที่จะได้มีอุปกรณ์ ”ฝีมือคนไทย – ใช้เองทำเอง“

โดยสามารถลดต้นทุนการนำเข้า จากหลักแสน เหลือเพียงหลักหมื่นบาท และยังช่วยลดการใช้ทรัพยากร จากการประยุกต์อุปกรณ์ IoT (Internet of Things) มาใช้ติดตั้งเฉพาะจุดยุทธศาสตร์สำคัญของอาคาร และรายงานผลระยะไกลได้ในทุกอุปกรณ์ดิจิทัลที่เชื่อมต่อสัญญาณ

ขั้นตอนการติดตั้งเริ่มจากการสำรวจแบบแปลน และพื้นที่จริง เพื่อพิจารณาจุดติดตั้งที่เหมาะสม ซึ่งจะแตกต่างกันไปในแต่ละอาคาร โดยทีมวิจัย ซี่งประกอบด้วยคณาจารย์ผู้ทรงคุณวุฒิ และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล จะต้องทำงานร่วมกับผู้ออกแบบและวิศวกรประจำอาคาร

เมื่อติดตั้งแล้วเสร็จ ทางทีมวิจัยจะถ่ายทอดวิธีการใช้นวัตกรรมเซนเซอร์ตรวจวัดอาคาร “เครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวราคาประหยัด” ต่อผู้เกี่ยวข้องให้สามารถอ่านค่า และรายงานมายังหน่วยปฏิบัติการวิจัยของภาควิชาวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อม คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ที่พร้อมให้คำปรึกษา เพื่อนำไปสู่การตัดสินใจจัดการต่อสถานการณ์ที่เกิดขึ้นได้อย่างเหมาะสมและทันท่วงทีตามแผนการณ์ที่เตรียมไว้ได้ต่อไป

ซึ่งที่ผ่านมา นับตั้งแต่ได้ติดตั้งนวัตกรรมเซนเซอร์ตรวจวัดอาคาร “เครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวราคาประหยัด” ณ อาคารที่ทีมวิจัยเข้าติดตั้งทดสอบ ยังไม่พบรายงานผลกระทบจากแรงเคลื่อนตัวของเปลือกโลกที่เป็นอันตรายต่อโครงสร้างอาคาร ซึ่งค่าที่มีความสำคัญในการออกแบบเชิงวิศวกรรมของอาคารในบริเวณที่มีความเสี่ยงเหตุแผ่นดินไหวตามมาตรฐานมี 7 ระดับ นับตั้งแต่ระดับ 1 น้อยกว่า 0.8 gal ซึ่งไม่ทำให้เกิดความรู้สึกต่อการสั่นสะเทือน ไปจนถึงสูงสุดระดับ 7 ที่มากกว่า 400 gal

จากผลการตรวจวัดจริงจากแผ่นดินไหวในประเทศเมียนมาเมื่อวันที่ 17 พฤศจิกายน 2566 ขนาด 6.3 พบว่าผู้ป่วยและบุคลากรทางการแพทย์ในอาคารสูงสามารถรับรู้การสั่นสะเทือนได้รุนแรง ซึ่งตรงกับที่ระบบตรวจวัดในอาคารสามารถตรวจวัดได้ โดยมีความรุนแรงอยู่ในระดับ 5 ค่าการสั่นสะเทือนอยู่ที่ 100 gal

นับเป็นการสั่นสะเทือนที่อาจทำให้เกิดความรับรู้ได้อย่างรุนแรง แต่ความเสียหายเพียงเล็กน้อย (Light) โดยไม่ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างอาคารแต่อย่างใด ทำให้วิศวกรที่เกี่ยวข้องและบุคลากรทางการแพทย์เกิดความเชื่อมั่นและสามารถใช้งานได้ตามปกติภายหลังเหตุการณ์แผ่นดินไหว

โดยที่ผ่านมา ได้รับความสนใจจากการนำเสนอผลงานนวัตกรรมเซนเซอร์ตรวจวัดอาคาร “เครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหวราคาประหยัด” ต่อเครือข่ายนานาชาติด้วยเช่นกัน อาทิ สหรัฐอเมริกา สาธารณรัฐจีน (ไต้หวัน) และสาธารณรัฐฟิลิปปินส์

และกำลังอยู่ระหว่างการยื่นจดทะเบียนทรัพย์สินทางปัญญาผ่าน สถาบันบริหารจัดการเทคโนโลยีและนวัตกรรม (iNT) มหาวิทยาลัยมหิดล พร้อมเสนอตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติ

ก้าวต่อไป รองศาสตราจารย์ ดร.ธีรพันธ์ อรธรรมรัตน์ และทีมวิจัย เตรียมขยายผลติดตั้ง ณ อาคารนวมินทรบพิตร 84 พรรษา โรงพยาบาลศิริราช คณะแพทยศาสตร์ศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล และโรงพยาบาลแม่ฟ้าหลวง จังหวัดเชียงราย โดยทุนสนับสนุนจากสำนักงานการวิจัยแห่งชาติ (วช.)

และโรงพยาบาลเชียงรายประชานุเคราะห์มีความประสงค์ที่จะติดตั้งระบบเพิ่มเติมในอาคารสูงของโรงพยาบาลอีก 3 อาคารโดยใช้งบประมาณของโรงพยาบาลต่อไปเพื่อให้โรงพยาบาลพร้อมเพิ่มประสิทธิภาพในการตรวจวัดให้สามารถเตรียมพร้อมรับเหตุสั่นสะเทือนของเปลือกโลกได้ล่วงหน้า

ซึ่งจะส่งผลดีโดยเฉพาะอย่างต่อผู้ป่วยและผู้ใช้บริการทางการแพทย์ และสามารถต่อยอดไปในการเดินรถไฟฟ้าความเร็วสูงเพื่อลดความเร็วของรถไฟ ยิ่งทราบเหตุการสั่นไหวของเปลือกโลกได้รวดเร็วเพียงใด ยิ่งสามารถป้องกันเหตุ “ขบวนรถไฟตกราง” ได้มากยิ่งขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นมาตรการเช่นเดียวกันกับรถไฟฟ้าชินกันเซนในประเทศญี่ปุ่น

อย่างไรก็ดี สิ่งที่สำคัญกว่า “การเฝ้าระวัง” ผ่านการติดตามตัวเลขการสั่นไหวของอาคาร คือการออกแบบอาคารให้สามารถต้านทานแผ่นดินไหวได้ และมี “สติ” อยู่เสมอ โดยเฉพาะอย่างยิ่งควรระวังไม่ให้สิ่งของที่มึน้ำหนักมากและเก็บอยู่บนที่สูงหล่นลงมาทำอันตรายผู้คนในอาคาร

นอกจากนี้ โดยทั่วไปเมื่อเกิดเหตุแผ่นดินไหว มักมีการดับไฟฟ้า เนื่องจากเป็นไปตามมาตรการตรวจสอบของทีมวิศวกรที่เกี่ยวข้อง ซึ่งอาจใช้เวลาไม่นาน หรือเป็นวัน ขึ้นอยู่กับสถานการณ์และผลกระทบที่เกิดขึ้น ประชาชนจึงไม่ควรตื่นตระหนกมากจนลืมดูแลความปลอดภัยที่พอจะสามารถจัดการได้ด้วยตัวเองและครอบครัว

ติดตามข่าวสารที่น่าสนใจจากมหาวิทยาลัยมหิดลได้ที่ www.mahidol.ac.th

สัมภาษณ์ และเขียนข่าวโดย ฐิตินวตาร ดิถีการุณ นักประชาสัมพันธ์ (ชำนาญการ) งานสื่อสารองค์กร กองบริหารงานทั่วไป สำนักงานอธิการบดี มหาวิทยาลัยมหิดล โทร. 0-2849-6210