Вечная мерзлота - фундамент северных территорий России - стремительно тает, угрожая разрушением зданий и инфраструктуре. Но есть решение...
Российские ученые из МГТУ им. Н.Э. Баумана предложили революционное решение: аппаратные комплексы, которые работают как «холодильник» для земли, сохраняя мерзлоту и защищая строения от разрушений.
Эти установки «выкачивают» тепло из грунта через специальные зонды, расположенные под зданиями и промышленными объектами. Таким образом земля остается холодной и твердой, несмотря на глобальное потепление. Инновация не только сохраняет прочность грунта, но и превращает извлеченное тепло в ресурс - его можно направлять в систему отопления домов или использовать для обогрева теплиц, где выращивают свежие овощи и фрукты. Это снижает затраты на отопление примерно на 40% и позволяет обеспечить жителей северных регионов витаминами и свежими продуктами, что особенно актуально при высоких ценах и логистических сложностях.
Россия - страна вечной мерзлоты: около 63% ее территории покрыто многолетнемерзлыми грунтами, которые содержат лед и сохраняют отрицательную температуру круглый год. Раньше здания на севере строили на свайных проветриваемых фундаментах: сваи поднимали дома над землей, не давая теплу от зданий проникать в мерзлую почву и не допуская ее оттаивания. Но климат меняется: за последние десять лет граница вечной мерзлоты сдвинулась на 40-80 километров к северу, и этот процесс будет только ускоряться.
Когда мерзлота тает, грунт теряет прочность и превращается в вязкую массу, неспособную удержать сваи. Фундаменты начинают проседать, здания кренятся, а иногда и разрушаются. Ежегодно на восстановление таких объектов тратятся десятки миллиардов рублей. Новый комплекс охлаждения грунта - это не просто технический эксперимент, а реальный шанс сохранить северную инфраструктуру и снизить расходы.
Принцип работы системы основан на активном отводе тепла летом с помощью тепловых насосов, которые получают энергию от солнечных панелей. Зонды под землей охлаждают грунт, а солнечные панели кроме выработки энергии служат экраном, препятствующим перегреву почвы. Полученное тепло направляется, как мы уже говорили, в отопление зданий или теплиц, что создает существенную выгоду.
По словам руководителя проекта Егора Локтионова, внедрение таких комплексов позволит не только сберечь вечную мерзлоту, но и сократить выбросы углекислого газа на объекте до 1000 тонн за 20 лет. Это важный шаг в борьбе с изменением климата и адаптации к новым условиям. Экспериментальные площадки уже работают в Архангельске, и специалисты видят в технологии перспективу для масштабного применения.
Таяние вечной мерзлоты - не только угроза для зданий и дорог, но и фактор, усиливающий глобальное потепление. Оттаивание грунтов высвобождает в атмосферу углекислый газ и метан - мощные парниковые газы, которые ускоряют климатические изменения. Поэтому разработка российских ученых - не просто инженерное решение, а часть борьбы с глобальными экологическими вызовами.
Нина Белова
Фото: МГТУ ИМ. Н.Э. БАУМАНА
