Тайны явлений и вещей: борьба с сосульками

Сосульки — они могут расти не только вниз, но и вверх. Обладают невероятной разрушительной силой. Но все же сдаются под натиском современных технологий!

Процесс образования сосульки, ускоренный в несколько раз — зрелище завораживающее, даже волшебное. А еще бывает, что лед растет не вниз, а вверх! Это простая физика. При слабых минусовых температурах вода, медленно замерзая от края к центру и увеличиваясь в объеме, оказывается в тисках у льда. В итоге она просто не находит свободного места в центре и выталкивает сама себя наружу!

Сосульки вырастают даже под антарктическим льдом, когда слабосоленая ледяная вода сталкивается с более соленой океанской. Это уникальное природное явление, которое называется «брайникл», удалось заснять операторам BBC в 2011-м при подготовке документального фильма «Брайникл или палец смерти — очевидное невероятное». Сосульки способны потрясать своей красотой! Но лишь до тех пор, пока творение природы не свалится на проезжую часть, крышу автомобиля, светофор или, не дай бог, детскую коляску.

В нашем непостоянном климате это серьезная проблема. В одной лишь Москве суммарная длина всей кровли, откуда может что-то свалиться, по словам специалистов, превышает длину экватора! Даже небольшие куски льда могут представлять серьезную опасность, если падают с высоты. Мы заморозили 4 ледяные глыбы весом от 1 до 4 килограммов и сбросили их всего с 8 метров (это примерно уровень крыши двухэтажного дома). За секунду каждая из сосулек разогналась до скорости около 9 метров в секунду — больше 30 км в час — круша и ломая все на своем пути.

А представьте, если такое падает с 9-этажного дома! Неудивительно, что в 21 веке в войну с сосульками вступают технологии и наука. Один из главных экспертов в стране по антигололедным составам, Анна Климентова, большие надежды возлагает на химию. Вместе с коллегами она уже испытывает гидрофобный (водоотталкивающий) полимер, которым вскоре будут обрабатывать крыши домов.

Во влажном и ветреном Петербурге проблема периодически обостряется так, что звучат даже предложения сбивать сосульки лазером. Впрочем, пока эта обгоняющая время мысль остается не более чем шуткой. А вот другие инновационные решения здесь прижились. Например, вибротрос — гибкая трубка с силовым валом внутри, она прокладывается по краю крыши и периодически его сотрясает, не давая льду нарастать.

Есть у создателей вибротроса и еще одна инновация — так называемая «живая кровля». Это система трубок с форсунками, к которым подведен воздушный компрессор. Во время снегопада датчики автоматически включают систему, и она в буквальном смысле сдувает снежинки, не давая им приземлиться на крышу.

Еще один инженер из Петербурга, Анатолий Рыбкин, для борьбы с сосульками применил принцип микроволновой печки. Он придумал закреплять внутри или снаружи водосточной трубы СВЧ-излучатель — магнетрон. Как и в домашней печке, волны нагревают все, что встречают — и воду, и саму трубу. В итоге лед не успевает намерзнуть, и влага свободно стекает с крыши, не скапливаясь и не капая с краев и предохраняя водосточные трубы от разрыва. Большой мощности для эффекта не требуется, прибор безопасен для людей и работает автоматически: включается во время оттепели, а в сильный минус — спит. Власти Петербурга уже установили систему на нескольких административных зданиях.

По словам специалистов, один из самых действенных методов профилактики образования сосулек — это теплоизоляция чердаков. Теплый воздух из жилых помещений не может пробраться наверх, крыша и карнизы не греются, а значит, что снег не тает и сосулькам образовываться просто не из чего. Но когда светит солнце, нужна дополнительная помощь. И тут спасает, например, греющий кабель. Прокладывается по крыше в местах скопления наледи и в водосточных трубах. Способ очень популярен в Финляндии и Швеции. И в богатой Москве такой системой уже оборудованы чуть ли не все крыши внутри Садового кольца.

Система не из дешевых: для обогрева только одного корпуса Московского архитектурного института потребовалось около 2,5 км кабеля — это 2 миллиона рублей. А зданий здесь несколько. Это сложная инженерная конструкция, состоящая из датчиков температуры и влажности, управляющей электроники… Зато после установки работает в автоматическом режиме и почти не требует ухода — только успевай оплачивай счета за электричество. Аналогичная система для частного дома средних размеров обойдется не менее чем в 100 000 рублей.

А еще интересно, как с наледью справляются на транспорте. Ведь если лед нарастет на самолете, переходящем между зонами с разной температурой и влажностью, вес воздушного судна резко возрастет и по этой причине было немало катастроф. Поэтому в аэропортах, например, московском Домодедово зимой перед взлетом лайнеры обрабатывают при помощи особых машин.

Аппарат сначала смывает лед и снежные наросты, а затем покрывает всеё особым составом, который не дает образовываться новой корке. Смесь действует всего 15 минут, так что после обработки лайнер должен немедленно отправляться в путь. Грузовики зимой тоже страдают от наледи. В США на вооружении некоторых логистических компаний даже есть шнековые снегоуборщики для прицепов грузовиков! Водителю нужно всего лишь заехать под него, а аппарат все сделает сам.

Это нужно, чтобы предотвратить отрыв и падение снежно-ледяных глыб на соседние машины в потоке, а еще не тратить топливо зря, ведь наросшая за ночь шапка может весить сотни килограммов. Изощренные новации разрабатывают и те, кто следит за состоянием мостов. Например, на одном из крупнейших вантовых сооружений — Порт Манн в канадском Ванкувере — на каждом из 288 тросов промышленные скалолазы закрепили по несколько ошейников из тяжелых металлических цепей, подсоединив их к автоматическому блоку управления. И теперь после каждого снегопада здесь просто спускают цепочки вниз по кабелю и очищают его.

В общем, технологии против сосулек и наледи на свете есть. Вопрос теперь только в их удешевлении — чтобы безопасная жизнь зимой была по карману большему количеству людей и городов.

Полный выпуск «Чуда техники с Сергеем Малоземовым» от 16 декабря доступен по ссылке.

Все полные выпуски программы «Чудо техники» находятся здесь.