एक टायर जिसे बदलने के बजाय फिर से बनाया जा सकता है
टायर उपभोग्य वस्तुएं हैं। वे घिस जाते हैं, पकड़ खो देते हैं, और अंततः कचरा बन जाते हैं। दशकों से, बुनियादी संरचना उल्लेखनीय रूप से एक समान रही है: एक रबर आवरण और ट्रेड एक इकाई के रूप में जुड़े हुए। जब ट्रेड खत्म हो जाता है, तो पूरा टायर आमतौर पर चला जाता है। यूनिवर्सिडैड कार्लोस III डी मैड्रिड (UC3M) के शोधकर्ता एक अलग विचार का परीक्षण कर रहे हैं। उनका मॉड्यूलर टायर डिज़ाइन ट्रेड को टायर के बाकी हिस्से से अलग करता है, जिसमें हटाने योग्य सिलिकॉन ट्रेड और अंतर्निहित सेंसर का उपयोग किया जाता है। परियोजना के बताए गए उद्देश्य दो हैं: कचरा कम करना और सड़क की स्थिति की निगरानी करना।
यह संयोजन UC3M की अवधारणा को केवल एक सामग्री प्रयोग से अधिक बनाता है। यह टायर को एक डिस्पोजेबल वस्तु के बजाय एक सेवा योग्य प्लेटफॉर्म के रूप में मानता है। यदि ट्रेड को बदला जा सकता है जबकि कोर उपयोग में रहता है, तो पूर्ण-टायर निपटान की आवृत्ति कम हो सकती है। यदि टायर के अंदर के सेंसर इसके नीचे की सड़क की रिपोर्ट कर सकते हैं, तो टायर ड्राइविंग वातावरण के बारे में डेटा का स्रोत भी बन जाता है।
मॉड्यूलरिटी समीकरण को कैसे बदलती है
पारंपरिक टायर एक एकीकृत उत्पाद के रूप में डिज़ाइन किया गया है। ट्रेड को हटाने के लिए नहीं बनाया गया है; यह कारकास में इलाज किया जाता है। यह एकीकरण टायरों को ताकत, गर्मी प्रतिरोध और पूर्वानुमानित हैंडलिंग देता है। इसका मतलब यह भी है कि जब ट्रेड घिस जाता है, तो पूरी असेंबली एक टायर के रूप में अपने उपयोगी जीवन के अंत तक पहुंच जाती है, भले ही संरचना के कुछ हिस्सों में अभी भी क्षमता हो।
UC3M डिज़ाइन ट्रेड को हटाने योग्य बनाकर उस पैटर्न को बाधित करता है। स्रोत सामग्री में हटाने योग्य सिलिकॉन ट्रेड वाले मॉड्यूलर टायर का वर्णन किया गया है। व्यवहार में, यह एक दो-भाग प्रणाली का सुझाव देता है: एक टिकाऊ कोर और एक ट्रेड परत जिसे घिसने पर बदला जा सकता है। कोर पहिये पर रहेगा, जबकि ट्रेड को बदला जाएगा। यह अवधारणा रीट्रेडिंग की गूंज है, जो पहले से ही कुछ भारी-शुल्क और वाणिज्यिक टायरों में उपयोग की जाती है, लेकिन यह एक अलग सिलिकॉन ट्रेड तत्व निर्दिष्ट करके मॉड्यूलर तर्क को आगे बढ़ाती है।
सिलिकॉन एक उल्लेखनीय विकल्प क्यों है
सिलिकॉन यात्री टायर ट्रेड के लिए डिफ़ॉल्ट सामग्री नहीं है। यह लचीला, तापमान सीमाओं में स्थिर, और विभिन्न सतह अंतःक्रियाओं के लिए तैयार किया जा सकता है। ये गुण इसे हटाने योग्य ट्रेड परत के लिए एक दिलचस्प उम्मीदवार बनाते हैं। UC3M परियोजना का सिलिकॉन का उपयोग इंगित करता है कि टीम एक ऐसी सामग्री की खोज कर रही है जिसे टायर बॉडी से अलग से इंजीनियर किया जा सकता है। यह अलगाव विभिन्न स्थितियों के लिए अलग-अलग ट्रेड यौगिकों की अनुमति दे सकता है, जबकि एक ही कोर रखा जा सकता है।
निपटान के बजाय प्रतिस्थापन
अपशिष्ट-कमी का तर्क सीधे वास्तुकला से अनुसरण करता है। यदि केवल ट्रेड को छोड़ दिया जाता है, तो प्रति प्रतिस्थापन चक्र में कम सामग्री फेंकी जाती है। कोर सुरक्षा निरीक्षण पास करने पर लंबे समय तक सेवा में रह सकता है। समय के साथ, यह घिसे हुए ट्रेड से जुड़े टायर कचरे की मात्रा को कम कर सकता है। यह रखरखाव दिनचर्या को भी बदल सकता है: नए टायरों का पूरा सेट खरीदने के बजाय, ड्राइवर या बेड़े ऑपरेटर ट्रेड मॉड्यूल बदल सकते हैं।
अंतर्निहित सेंसर टायर को सूचना स्रोत में बदल देते हैं
UC3M अवधारणा का दूसरा आधा हिस्सा सेंसिंग है। डिज़ाइन में सड़क की स्थिति की निगरानी के लिए अंतर्निहित सेंसर शामिल हैं। यह टायर जो करता है उसमें एक महत्वपूर्ण बदलाव है। पारंपरिक रूप से, टायर निष्क्रिय घटक होते हैं। वे बलों को संचारित करते हैं, सतह को पकड़ते हैं, और प्रभावों को अवशोषित करते हैं, लेकिन वे डेटा रिपोर्ट नहीं करते हैं। सेंसर-सुसज्जित टायर उस बिंदु पर पर्यावरण का निरीक्षण कर सकता है जहां वाहन सड़क से मिलता है।
सड़क की स्थिति की निगरानी सुरक्षा, रखरखाव और नेविगेशन के लिए मायने रख सकती है। सतह की स्थिति में परिवर्तन का पता लगाने वाला टायर वाहन को समायोजित करने, ड्राइवर को चेतावनी देने, या व्यापक यातायात प्रणाली को जानकारी देने में मदद कर सकता है। UC3M डिज़ाइन केवल एक सेंसर जुड़ा हुआ टायर नहीं है; सेंसिंग क्षमता को अंतर्निहित बताया गया है। यह सुझाव देता है कि सेंसर टायर की संरचना का हिस्सा हैं या निर्माण के दौरान एकीकृत हैं।
- ट्रेड घिसाव ट्रैकिंग: सेंसर यह अनुमान लगाने में मदद कर सकते हैं कि कितना उपयोगी ट्रेड बचा है, जिससे हटाने योग्य परत के समय पर प्रतिस्थापन का समर्थन होता है।
- सतह की स्थिति की जागरूकता: टायर घूमते समय सड़क की सतह के बारे में डेटा एकत्र कर सकता है, जो ड्राइविंग स्थितियों की निगरानी में योगदान देता है।
- रखरखाव योजना: बेड़े प्रदर्शन में गिरावट से पहले सेवा शेड्यूल करने के लिए टायर-स्तरीय डेटा का उपयोग कर सकते हैं।
- सिस्टम-स्तरीय अंतर्दृष्टि: एकत्रित सड़क-स्थिति डेटा परिवहन एजेंसियों, मैपिंग सेवाओं, या वाहन सुरक्षा प्रणालियों को सूचित कर सकता है।
ये संभावनाएं इस बात पर निर्भर करती हैं कि सेंसर कैसे डिज़ाइन किए गए हैं, डेटा कैसे प्रसारित होता है, और क्या रीडिंग हजारों मील तक सटीक रहती है। UC3M की घोषणा उन इंजीनियरिंग विवरणों को निर्धारित नहीं करती है। हालांकि, यह इरादा स्थापित करती है: एक मॉड्यूलर टायर जो सामग्री अपशिष्ट को कम करता है और सड़क का निरीक्षण करता है।
डिज़ाइन जिस अपशिष्ट समस्या को लक्षित करता है
टायर कचरा एक स्थायी पर्यावरणीय चुनौती है। टायर भारी, टिकाऊ और जटिल सामग्री मिश्रण से बने होते हैं। वे जल्दी से विघटित नहीं होते हैं, और उन्हें पुनर्चक्रित करना मुश्किल है। यहां तक कि जब टायर एकत्र और संसाधित किए जाते हैं, तो पुनर्प्राप्त सामग्री अक्सर कम मूल्य के अनुप्रयोगों में जाती है। इसलिए जीवन-चक्र के अंत तक पहुंचने वाले पूरे टायरों की संख्या कम करना एक सार्थक लक्ष्य है।
एक मॉड्यूलर टायर डिज़ाइन चरण में उस लक्ष्य को संबोधित करता है। घिसे हुए टायर को अधिक कुशलता से पुनर्चक्रित करने के तरीके के बजाय, यह पूछता है कि क्या घिसे हुए हिस्से को अलग किया जा सकता है। ट्रेड को हटाने योग्य बनाकर, UC3M अवधारणा एक छोटा उपभोग्य घटक बनाती है। बड़ा कोर एक लंबे समय तक जीवित रहने वाली संपत्ति बन जाता है। यह एक चक्रीय अर्थव्यवस्था दृष्टिकोण है जिसमें रखरखाव उत्पाद के एक हिस्से के लिए निपटान की जगह लेता है।
पर्यावरणीय लाभ कई कारकों पर निर्भर करेगा। हटाने योग्य ट्रेड को अपने उत्पादन को उचित ठहराने के लिए पर्याप्त समय तक चलना चाहिए। कोर को कई ट्रेड प्रतिस्थापनों से बचना चाहिए। प्रतिस्थापन प्रक्रिया व्यावहारिक और सुरक्षित होनी चाहिए। यदि वे शर्तें पूरी होती हैं, तो डिज़ाइन कच्चे माल की मांग और अपशिष्ट मात्रा को कम कर सकता है। यदि नहीं, तो मॉड्यूलरिटी शुद्ध लाभ के बिना जटिलता जोड़ सकती है।
परीक्षित अवधारणा से सड़क-तैयार उत्पाद तक
परियोजना विवरण के अनुसार, UC3M शोधकर्ताओं ने एक मॉड्यूलर टायर डिज़ाइन और परीक्षण किया है। परीक्षण एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर है क्योंकि यह अवधारणा को विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक अभ्यास से आगे बढ़ाता है। यह सुझाव देता है कि टीम ने कम से कम एक कार्यशील संस्करण या प्रोटोटाइप बनाया और मूल्यांकन किया है। लेकिन अनुसंधान सेटिंग में परीक्षण सार्वजनिक सड़कों के लिए उत्पाद को मान्य करने के समान नहीं है।
कई प्रश्न बने हुए हैं। कोर्नरिंग, ब्रेकिंग और उच्च गति लोड के तहत हटाने योग्य ट्रेड सुरक्षित रूप से कैसे जुड़ा रहता है? अंतर्निहित सेंसर गर्मी, कंपन और प्रभाव से कैसे बचते हैं? सेंसर डेटा की सुरक्षा और संचरण कैसे होता है? घिसाव दर, रोलिंग प्रतिरोध और गीली पकड़ में मॉड्यूलर टायर पारंपरिक टायरों की तुलना कैसे करता है? ये ऐसे मुद्दे हैं जो निर्धारित करते हैं कि एक चतुर डिज़ाइन व्यावसायिक वास्तविकता बन सकता है या नहीं।
नियमन एक और बाधा है। टायर सुरक्षा-महत्वपूर्ण घटक हैं जो भार क्षमता, गति रेटिंग, स्थायित्व और लेबलिंग के लिए सख्त मानकों के अधीन हैं। हटाने योग्य ट्रेड और एम्बेडेड इलेक्ट्रॉनिक्स वाले मॉड्यूलर टायर को उन मानकों को पूरा करना या उससे अधिक होना चाहिए। इसके लिए एक सेवा पारिस्थितिकी तंत्र की भी आवश्यकता होगी: प्रशिक्षित तकनीशियन, प्रतिस्थापन ट्रेड इन्वेंट्री, और निरीक्षण प्रक्रियाएं।
परिवहन के लिए अवधारणा का क्या अर्थ हो सकता है
यदि UC3M दृष्टिकोण परिपक्व होता है, तो इसका प्रभाव कई परिवहन क्षेत्रों में फैल सकता है। उपभोक्ता वाहन कम दीर्घकालिक टायर लागत और कम बार पूर्ण-टायर प्रतिस्थापन से लाभ उठा सकते हैं। वाणिज्यिक बेड़े, जो रखरखाव को बारीकी से ट्रैक करते हैं, टायर-स्तरीय सेंसर डेटा और मानकीकृत ट्रेड स्वैप से लाभ उठा सकते हैं। इलेक्ट्रिक और स्वायत्त वाहन विशेष रूप से निरंतर सड़क-स्थिति निगरानी में रुचि ले सकते हैं, क्योंकि वे प्लेटफॉर्म सटीक पर्यावरणीय जागरूकता पर निर्भर करते हैं।
सड़क एजेंसियां एकत्रित टायर सेंसर डेटा में मूल्य भी पा सकती हैं। यदि हजारों वाहन संपर्क पैच से सतह की स्थिति की रिपोर्ट करते हैं, तो परिवहन प्रबंधक खतरों का पता लगा सकते हैं, मरम्मत को प्राथमिकता दे सकते हैं, या अलर्ट जारी कर सकते हैं। यह दृष्टि महत्वाकांक्षी है और डेटा स्वामित्व, गोपनीयता और बुनियादी ढांचे के बारे में प्रश्न उठाती है। लेकिन यह दर्शाता है कि अंतर्निहित सेंसिंग वाला टायर एक मामूली अपग्रेड से अधिक क्यों है।
बड़ा विचार: सेवा योग्य, जुड़े घटक
UC3M मॉड्यूलर टायर एक अनुस्मारक है कि परिपक्व प्रौद्योगिकियों को अभी भी फिर से डिज़ाइन किया जा सकता है। टायरों को एक सदी से अधिक समय से अनुकूलित किया गया है, फिर भी उनकी बुनियादी डिस्पोजेबल प्रकृति काफी हद तक अपरिवर्तित रही है। ट्रेड को कोर से अलग करके और सेंसिंग जोड़कर, UC3M टीम एक अलग उत्पाद तर्क की खोज कर रही है: ऐसे घटक जो सेवा योग्य, सामग्री-कुशल और जुड़े हुए हैं।
यह तर्क इंजीनियरिंग में एक व्यापक प्रवृत्ति के अनुरूप है, जहां उत्पादों को एकल-उपयोग उपभोग के बजाय मरम्मत, निगरानी और पुन: उपयोग के लिए डिज़ाइन किया जाता है। मॉड्यूलर टायर अभी तक एक व्यावसायिक उत्पाद नहीं है, और कई तकनीकी और नियामक प्रश्न बने हुए हैं। लेकिन एक परीक्षित अवधारणा के रूप में, यह एक ऐसे भविष्य की ओर इशारा करता है जिसमें टायर सिर्फ लुढ़कते नहीं हैं। वे कचरा कम करने, महंगे घटकों के जीवन को बढ़ाने, और उनके नीचे की सड़कों के बारे में उपयोगी डेटा उत्पन्न करने में मदद कर सकते हैं।
यह लेख Interesting Engineering की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
Originally published on interestingengineering.com
