Geocell Grid: Erozyon Kontrolü için Sürdürülebilir Bir Çözüm| Xometry Pro

İklim değişikliği ve aşırı hava olayları nedeniyle toprak erozyonu altyapılar için giderek artan bir tehdit haline geliyor. Bu soruna çözüm olarak öğrenci ekibimiz, geri dönüştürülmüş malzemeleri jeosel ve jeogrid teknolojileriyle birleştiren, sürdürülebilir ve uygun maliyetli bir zemin güçlendirme sistemi olan Geocell Grid’i geliştirdi.

Erozyon Riskine Karşı Sürdürülebilir Mühendislik Çözümleri

Birleşik Krallık’ta sel, toprak kayması ve fırtına gibi olaylar hem sıklık hem de şiddet açısından artış gösteriyor. 2025 yılında 2,4 milyon mülkün sel riski altında olduğu tahmin ediliyor. Yalnızca Storm Angus, 266 konut ve 113 işletme olmak üzere toplamda 56 milyon sterlinlik hasara yol açtı.

Ağır yağış ve doygun zemin nedeniyle zayıflayan toprak koşulları, yollar, demiryolları ve taşkın alanlar için ciddi zorluklar yaratıyor. İnşaat ve geoteknik sektörleri, maliyetleri makul tutarken çevresel etkisi düşük, yüksek performanslı malzemeler kullanma baskısı altında.

Jeosel ve Jeogrid Yapılarla Daha Güçlü Zemin Stabilizasyonu

Bu sorunlara çözüm olarak geliştirdiğimiz sistem, jeosel ve jeogrid bileşenlerini entegre ederek üstün zemin stabilizasyonu ve erozyon kontrolü sağlıyor:

Jeogrid Bileşeni: Sentetik polimer kafeslerden ilham alan jeogridimiz, atık balık ağlarından üretildi. Optimize edilmiş kare kafes tasarımı, yüksek çekme dayanımı sunarken toprağın kilitlenmesini artırarak yatay hareketi azaltıyor ve stabiliteyi artırıyor.
Jeosel Bileşeni: Esnek petek yapıya sahip jeosel tasarımımız, toprağı hücreler içinde hapsederek hem dikey hem yatay hareketi önlüyor. Delikli hücreler sayesinde suyun geçişine izin vererek su birikmesini engelliyor ve drenajı iyileştiriyor.

Geocell prototip tasarımı

Integrated geocell & geogrid prototype design

Entegre geocell ve jeogrid prototip tasarımı

Bu iki bileşenin entegrasyonu sayesinde Geocell Grid, yük dağılımını dengeliyor, yatay hareketi azaltıyor ve drenaj performansını önemli ölçüde artırıyor. Laboratuvar testleri, bu hibrit tasarımın güçlendirilmiş toprak tabakası yüksekliğini geleneksel yöntemlere kıyasla %40’tan fazla azaltabileceğini gösteriyor.

Sürdürülebilir Tasarım, Ölçeklenebilir Uygulamalar

Geocell Grid’in her bileşeni sürdürülebilirlik prensiplerine göre tasarlandı. Jeogrid yapısı, okyanuslardaki plastik kirliliğinin başlıca kaynaklarından biri olan atık balık ağlarından üretiliyor. Jeosel ise şampuan şişeleri ve süt kapları gibi evsel HDPE atıklarından elde ediliyor.

Modüler yapısı, sahada hızlı ve esnek montajı mümkün kılıyor. Parçalar, zemin hazırlığına ihtiyaç duymadan engebeli arazilere kolayca uyum sağlıyor. Konumlandırma yuvaları, yatay ve dikey uygulamalara imkân tanıyor.

Prototipleme ve Performans Testleri

Geocell Grid’in etkinliğini test etmek için heyelan riski taşıyan bir yamaç stabilizasyon senaryosunu simüle eden 1:200 ölçekli bir prototip geliştirdik. Testler sonucunda, Geocell Grid ile korunan bölgelerde toprak kaybı, kontrolsüz alanlara kıyasla önemli ölçüde azaldı. Bu da sistemin yapısal mantığını ve ölçeklenebilirliğini doğruladı.

Proje sunumumuz sırasında sektör mentörlerinden olumlu geri bildirimler aldık. Kilit Müşteri Yöneticisi Baninder Kaur, projenin çevresel faydalarını övdü. Satış Mühendisi Joao Clemencio ise jeogrid bileşeninin esnekliğine dikkat çekerek kullanılan geri dönüştürülmüş malzemelerin mekanik özelliklerini inceledi.

Verimli ve Rekabetçi Üretim Süreci

Üretim yaklaşımımız, düşük enerji tüketimli sıkıştırmalı kalıplama ve ısı ile yapıştırma gibi çevreci süreçlere dayanıyor. Geocell Grid’in tüm bileşenleri geri dönüştürülmüş malzemelerden üretiliyor — böylece atıklar, altyapı uygulamaları için yeniden hayat buluyor.

Jeogrid için, ilk olarak atık balık ağları toplanıyor, temizleniyor ve kullanılabilir parçalara ayrılıyor. Bu parçalar, düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) bağlayıcı ile ısı ve basınç altında sağlam jeogrid panellere dönüştürülüyor.

Jeosel için, yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) içeren süt ve deterjan şişeleri gibi evsel plastik atıklar temizlenip kurutuluyor, ardından levhalara kesilerek petek paneller hâline getiriliyor. Her bir birim, zorlu saha koşullarına dayanıklılığı sağlamak için yapısal testlerden geçiriliyor.

Maliyet Analizi:

Balık ağı bazlı jeogrid: yaklaşık 2,50 £/m²
Geri dönüştürülmüş HDPE jeosel: yaklaşık 1,50 £/m²
Geocell Grid birim maliyeti: yaklaşık 5 £/m²

HDPE bottles and recycled fishnets — HDPE şişeler ve geri dönüştürülmüş balık ağları

Geleceğe Bakış

Sürdürülebilir jeosentetik malzemelere olan talep artarken, Geocell Grid; yollar, demiryolları, şantiyeler ve taşkın bölgeleri gibi birçok alanda çevre dostu ve ölçeklenebilir bir zemin güçlendirme çözümü sunuyor.

Xometry ile iş birliği yaparak üretimimizi ölçeklendirmeyi ve bu yenilikçi çözümün daha geniş kitlelere ulaşmasını hedefliyoruz — böylece daha fazla kurum ve kuruluş, düşük maliyetli ama yüksek etkili bu sistemden faydalanabilecek.

Sizce Geocell Grid Nasıl Geliştirilebilir? Tasarım önerileri, malzeme fikirleri ya da farklı kullanım alanları… Aklınıza gelen tüm geliştirme fikirlerini yorumlarda bizimle paylaşın!