PNIPU

PNIPU

На Пикабу
Дата рождения: 19 ноября
6025 рейтинг 57 подписчиков 0 подписок 879 постов 68 в горячем

Ученые Пермского Политеха рассказали, чем отличается празднование Нового года у разных поколений

Больше половины зумеров отказываются отмечать Новый год в традиционном формате. Ученые Пермского Политеха рассказали, какие праздничные ритуалы характерны для всех поколений, а что меняется, почему бумеры и иксы любят делать украшения своими руками, кто предпочитает арендовать елку в горшке, в чьем новогоднем меню есть том-ям и покупное оливье, почему зумеры не любят корпоративы, как поколения встречают сам Новый год и почему миллениалы чаще всех уезжают в теплые страны в праздничные дни.

– Исследования демонстрируют сохранение высокой значимости Нового года для человека любого поколения. Это праздник будущего, символизирующий обновление, переход к новому. Участие в совместных событиях подчеркивает принадлежность человека к его собственной социальной группе, а сложившиеся традиции и ритуалы празднования помогают избавиться от тревоги и создают чувство спокойствия и стабильности, – рассказывает старший преподаватель кафедры «Социология и политология» ПНИПУ Людмила Талипова.

С течением времени способы ощутить праздничное настроение меняются. Эксперты Пермского Политеха рассказали, какие отличительные черты, связанные с проведением Нового года, характерны для разных поколений.

Согласно исследовательской теории Штрауса – Хоува, поколением бэйби-бумеров считаются люди, родившиеся в 1946-1963 годах, поколением Х – в 1964-1980, миллениалами (поколением Y) – в 1981-1996, зумерами (поколением Z) – в 1997-2012, а альфа – начиная с 2013.

Как разные поколения украшают дом к Новому году

Подготовка к Новому году обычно начинается с украшения дома и установки елки.

– Для старших поколений – бумеров и иксов, украшение дома — это не столько творчество, сколько строго регламентированный обряд. У них существует «правильный» способ повесить гирлянду и дождик на елку, есть отдельная праздничная скатерть, которую они не используют в обычные дни. Они также предпочитают исконно русскую символику, например, статуэтки Деда Мороза и Снегурочки, Снеговика, часто создают украшения своими руками, ностальгируя по тому, как делали это в молодости, ведь не у всех был доступ к красивым стеклянным игрушкам. Декор часто убирается сразу после праздников — обычно у них нет такого сентиментального желания продлевать магию, как у младших поколений, – комментирует старший преподаватель кафедры «Социология и политология» ПНИПУ Ольга Ганина.

Бумеры и иксы предпочитают искусственные елки натуральным из соображений удобства, чистоты и многократного использования. У многих этот предмет декора был куплен еще 20-30 лет назад и используется до сих пор.

– У миллениалов декор часто создается не только для семьи, но и для социальных сетей. Им важна красивая картинка: однотонные пледы, кружки с какао, гирлянда-бахрома на шторах. Кроме того, они первые, для кого западная рождественская эстетика стала массово доступна и легла на советскую основу, поэтому рядом с Дедом Морозом у них может стоять, например, фигурка Санта Клауса, – объясняет Ольга Ганина.

Миллениалы и зумеры чаще задумываются об экологической составляющей праздника, поэтому отдают предпочтение натуральным материалам (дерево, шишки, сухоцветы) вместо одноразового пластикового декора. Среди них пользуются популярностью аренда живой елки в горшке.

– Также зумеры могут полностью отказываться от установки елки, заменив ее на ветки, мягкие игрушки или даже неоновые светящиеся конструкции. Популярностью пользуется украшение елки в стиле любимой игры, сериала или фильма, – добавляет Ольга Ганина.

Как разные поколения готовят новогодний стол

У бумеров процесс готовки новогодних блюд может начинаться за 2-3 дня до праздника и является обязательным ритуалом. Они выбирают традиционные блюда по семейным рецептам. Поколение Х тоже стараются придерживаться классического новогоднего меню, но могут позволить себе упрощения: купить готовый холодец или заказать часть блюд в кафе.

– У миллениалов рядом с традиционными блюдами могут стоять тайский том-ям, итальянская паста или американские имбирные пряники. У многих есть запрос на здоровые, низкокалорийные альтернативы – салат без майонеза, безглютеновую выпечку. Зумеры активно пользуются сервисами доставки готовых блюд из магазинов и любимых ресторанов. Там можно купить даже оливье и селедку под шубой, поэтому необходимость готовить новогодний стол у многих молодых людей отпадает, – отмечает Ольга Ганина.

Как поколение Х, миллениалы и зумеры проводят новогодние корпоративы

– Для поколения Х посещение корпоратива воспринимается как негласная обязанность, демонстрация командного духа и уважения к руководству. Отказ без уважительной причины может быть расценен как проявление нелояльности. Это зона условного «равенства», где можно по-простому поговорить с начальством, – считает Ольга Ганина.

Корпоративы поколения Х в основном представляют собой длительное сидение за общим столом с обильным количеством еды и алкоголя. Важны тосты — от официальных до личных, с историями о коллегах.

– Миллениалы предпочитают активный или интеллектуальный досуг. Они любят голосовать и выбирать из вариантов: боулинг, квиз, антикафе, аренда лофта, выезд за город. Основная их цель – пообщаться с коллегами из других отделов в неформальной обстановке, установить полезные связи. Зумеры высоко ценят свои личные границы, поэтому для них важны добровольность посещения и наличие альтернативы, например, в виде отгула. Они не будут терпеть фамильярности, бестактных вопросов, пошлых конкурсов. Для них работа и личная жизнь строго разделены, и корпоратив не должен это нарушать, – отмечает Ольга Ганина.

Как разные поколения предпочитают встречать Новый год

Зумеры, некоторые миллениалы и даже представители поколения Х могут полностью отказываться от празднования Нового года.

– Опрос, проводившийся в декабре социальной сетью "Одноклассники" и финтех-компанией ЮMoney, частью группы Сбера, показал, что за саботаж празднования Нового года выступают 52% зумеров. Среди миллениалов и поколения X аналогично мыслят только 10% и 17% соответственно. Они остаются верны традициям и предпочитают собираться за столом в окружении семьи – 76% и 63%. За такой вариант празднования в большинстве голосуют и бумеры – 67%, – рассказывает Людмила Талипова.

Зумеры все чаще предают формировавшиеся десятилетиями традиции. Молодые люди, которые планируют отмечать Новый год, в основном выбирают проводить праздник в кругу друзей.

Тем не менее, некоторые новогодние ритуалы стабильно поддерживаются. По словам Людмилы Талиповой, загадывание желания под бой курантов сохраняет статус одной из ключевых традиций – ее соблюдают более половины респондентов во всех возрастных группах. Вместе с тем формируются и новые цифровые привычки: 40% зумеров считают важным опубликовать новогодний пост в социальных сетях.

Теплые страны для миллениалов и осознанное замедление у зумеров: как разные поколения проводят праздничные дни

– Основное занятие бумеров и поколения Х в новогодние праздники — продолжение застолий, включающих долгие разговоры и просмотр старых комедий, но уже в более камерном, семейном кругу. Для людей, выросших при социализме, такое общение — это не просто развлечение, а способ подтверждения собственной принадлежности и значимости, – считает Ольга Ганина.

Миллениалы чаще остальных поколений уезжают на новогодние праздники в теплые страны – Тайланд, ОАЭ, Мальдивы. Это связано, с тем, что их материальная составляющая выше, чем у зумеров и многих иксов.

– С психологической точки зрения это компенсация выгорания. У миллениалов ярче всех выражен перфекционизм в работе – они постоянно живут в режиме многозадачности и хронического стресса, что создает запрос на радикальную смену обстановки. Солнце и море становятся лекарством от сезонной депрессии и профессионального истощения, – объясняет Людмила Талипова.

Праздничный отдых зумеров проходит по двум сценариям.

– С одной стороны они стремятся к осознанному замедлению: ограничивают время в социальных сетях, занимаются рукоделием, готовят, гуляют на природе. Это помогает снизить тревожность и накопленный за год стресс. А, с другой, – устраивают себе марафон сериалов, видеоигр и короткого контента, так как им не хватает на это полноценного времени в течение учебного и рабочего периода, – делится Людмила Талипова.

Досуг поколения альфа, как отмечают оба эксперта, сильно зависит от стиля жизни родителей-миллениалов, которые часто склонны баловать своих детей. Это создает у ребенка базовое ожидание, что праздничные каникулы должны быть интересными, удобными и подстроенными именно под него.

Некоторые новогодние традиции исчезают или видоизменяются в силу того, что интересы молодежи отличаются от их старших родственников. Теперь они стремятся выстроить празднование не «как принято», а «как подходит именно им». Но, несмотря на различия, есть и то, что объединяет поколения. Например, загадывание желания под бой курантов остается неизменным атрибутом праздника.

Показать полностью

Ученый Пермского Политеха рассказал, как правильно падать при гололедице, чтобы избежать серьезных травм

Согласно статистике Минздрава, в период с декабря по февраль количество обращений за медицинской помощью из-за травм, полученных при падении на льду, возрастает в среднем на 40–50%. Как отмечают врачи, большинство серьёзных повреждений связано с неверными действиями в момент потери равновесия. Неправильная попытка смягчить удар часто лишь усугубляет последствия. Учёный Пермского Политеха раскрывает главный принцип безопасного падения, который может спасти от серьёзных травм.

Вид и траектория падения с высоты собственного роста — ключевые факторы, определяющие тяжесть травм. Именно они задают колоссальную ударную нагрузку на кости и суставы. При приземлении вперед, назад или набок энергия удара концентрируется на разных участках скелета, что и определяет, насколько серьезными будут повреждения – от относительно легких до крайне опасных.

– Несмотря на то, что падение набок с медицинской точки зрения часто считается менее опасным, чем на спину, у него есть специфические риски. Удар боком о землю может привести к переломам плечевой кости или нескольких ребер. Одновременно из-за потери равновесия стопа часто принимает неудачное положение, что грозит травмой голеностопного сустава – от болезненного растяжения связок до перелома лодыжек, – рассказывает Сергей Солодников, научный консультант по вопросам фармакологии НОЦ «ХимБио» Пермского Политеха, кандидат медицинских наук.

По словам эксперта, падение на спину чревато серьёзными повреждениями. При ударе затылком о поверхность высок риск черепно-мозговой травмы. Одновременно мощная осевая нагрузка, возникающая при ударе ягодицами или поясницей, может привести к компрессионным переломам позвонков в грудном и поясничном отделах, а также травме копчика.

– Однако не менее опасно и падение вперед. Главный риск здесь кроется в естественной защитной реакции – попытке остановить падение выпрямленными руками. Неамортизированный удар концентрирует всю энергию падения на верхних конечностях – суставы локтей и запястий. Чаще всего это приводит к перелому лучевой кости в так называемом «типичном месте» – тонком участке рядом с запястьем, нередко с сопутствующим повреждением локтевой кости. При большей силе удара травматическая волна может распространиться выше и привести к вывиху плечевого сустава или даже к перелому ключицы, – объясняет ученый.

Сергей Солодников подчеркивает, что независимо от типа падения, получить повреждение может любая часть тела не прикрытая броней мышц, например, если при падении на спину пятка с размахом соприкоснулась с асфальтом – есть большая вероятность получить перелом пяточной кости. Локтевой и коленный суставы также не защищены мышцами и находятся в зоне риска. Если основной удар пришелся на позвоночник или голову – может вызвать механическое повреждение костей. При травме черепа это особенно опасно, так как вероятность сотрясения мозга становится выше.

Эксперт напоминает, что возраст и наличие остеопороза кардинально меняют картину травматизма при падениях в гололедицу. Снижение плотности костной ткани делает скелет чрезвычайно хрупким, из-за чего сложный перелом может случиться даже при незначительном, с точки зрения молодого человека, падении с высоты собственного роста. Для пожилых людей наиболее критичным становится приземление на бок с прямым ударом в область тазобедренного сустава. В этом случае вся энергия падения приходится на шейку бедренной кости – анатомически узкое и уязвимое место, которое при остеопорозе теряет прочность первой. Это тяжелейшая травма, ведущая к длительной обездвиженности, серьезным осложнениям и часто – к потере самостоятельного передвижения.

По словам ученого, навык правильной группировки тела и последующего переката позволяет превратить жёсткий, точечный удар в серию смягчённых контактов с землёй. Сила падения распределяется по большой площади, что защищает самые уязвимые места – запястья, копчик и голову.

– Ключевым моментом является психологическая готовность. Осознание того, что равновесия не удержать, заставляет человека действовать собранно. В подобный момент необходимо постараться быстро согнуть колени и, по возможности, присесть, чтобы максимально уменьшить высоту падения и снизить силу удара. Голову защищают, плотно прижимая подбородок к груди. Локти следует согнуть и прижать к бокам, а ноги постараться держать вместе. Крайне важно не цепляться за вещи в руках, а сразу отбросить их в сторону, чтобы освободить кисти для безопасной группировки, – объясняет Сергей Солодников.

Идеальным завершением является падение на бок с последующим перекатом на спину. Боковая поверхность бедра, ягодицы и лопатка образуют естественный «амортизатор», который позволяет погасить энергию удара за счёт перекатывающего движения. Даже если полноценный перекат не получится, перенаправление удара с копчика на мышцы таза многократно снижает риск получения серьёзной травмы позвоночника.

– Для пожилых людей основная опасность кроется не в выборе техники, а в том, что у них практически отсутствует ключевой ресурс – время на реакцию. С возрастом нервная система работает медленнее, поэтому человеку становится сложно выполнять действия, требующие чёткой координации и высокой скорости. Им для безопасности в гололёд важнее всего три вещи: во-первых, заранее выбрать самый безопасный путь. Во-вторых, не выходить без трости для надёжной опоры. В-третьих, как только человек понимает, что он падает, необходимо сконцентрироваться на одном-единственном движении – тут же пригнуть голову к груди. Всё остальное тело должно максимально расслабиться, чтобы избежать жёсткого, ломающего напряжения в костях, – обращает внимание ученый.

Если падения избежать не удалось, нельзя сразу же подниматься. Такие резкие и импульсивные действия могут усугубить возможную травму. Вместо этого необходимо сделать паузу и провести быструю оценку своего состояния.

– Сначала следует прислушаться к телу и определить, нет ли признаков серьезной травмы. К ее симптомам относят острую и резкую боль, невозможность опереться на конечность, ее видимая деформация с подвижностью в необычном месте и быстро нарастающий отёк. Наиболее тревожными состояниями являются потеря чувствительности или онемение в руке или ноге. Для пожилых людей это правило становится особенно важным – для них любая травма потенциально опасна скрытыми переломами, риск которых очень высок даже при незначительной боли, – комментирует эксперт.

Особую бдительность следует проявлять, если падение сопровождалось ударом головы о лёд или плотный утрамбованный снег. Это может привести к сотрясению мозга с такими симптомами, как кратковременная потеря сознания, головная боль, тошнота, дезориентация или нарушение координации. Тревожным признаком является разный размер зрачков. При наличии любого из перечисленных симптомов пострадавшего ни в коем случае нельзя оставлять одного, позволять ему садиться за руль или самостоятельно следовать домой, необходимо немедленно попросить помощи у окружающих, обеспечить потерпевшему полный покой и дождаться приезда медиков.

В отличие от действий после травмы, наилучшим способом защиты была и остаётся профилактика. Правильная экипировка и техника передвижения позволяют избежать опасной ситуации при гололедице.

– Чтобы не упасть на спину и не удариться головой, рекомендуется наклонять корпус немного вперёд и использовать «походку пингвина» – идти маленькими шагами, ставя ногу на всю стопу и слегка сгибая колени. При этом стараться не отрывать стопу от поверхности, а делать «скользящий» шаг. Ключевую роль играет обувь с широкой, рельефной подошвой и мягким протектором, лучше отказаться от каблуков. Не стоит держать руки в карманах, они, по возможности, должны быть свободными, чтобы удержать баланс при внезапном скольжении. Если человек использует трость для передвижения, на неё лучше надеть резиновый колпачок – он обеспечит надёжное сцепление с поверхностью. Особую осторожность нужно соблюдать на лестницах, а также во время перехода дороги, при входе и выходе из общественного транспорта. Пожилым людям в сильный гололед лучше остаться дома, – объясняет Сергей Солодников.

Показать полностью

Ученая Пермского Политеха рассказала, как правильно ухаживать за кожей в зимний сезон

С наступлением холодов наша кожа становится более уязвимой к раздражению и сухости и требует особого подхода в выборе косметических продуктов. Ученая Пермского Политеха рассказала, какие компоненты обязательно должны быть в зимнем уходе, а что следует исключить, может ли крем для защиты от мороза вызвать прыщи, правда ли сейчас лучший период для скрабов и пилингов, за сколько минут до выхода нужно наносить патчи, бальзам для губ и парфюм, а также можно ли мыться в горячей воде и растирать щеки снегом.

Главная цель зимнего ухода — обеспечить надежную защиту кожи от перепадов температур, ветра и низкой влажности, а также поддержать ее гидробаланс, чтобы избежать пересыхания, шелушения и появления трещин.

Какие средства должны быть в зимнем уходе за кожей

– В целом, рекомендуется переходить на более мягкие очищающие средства и более физиологичные кремы со разнообразным липидным составом. Особенно это важно для сухой и чувствительной кожи, которая склонна к пересыханию. Общая рекомендация для всех типов кожи - умывание с молочком или крем-гелем с физиологичным pH и увлажнение кремами с церамидами, скваланом, маслами: ши, карите, жожоба, холестерином. Приветствуются в уходовых продуктах такие увлажняющие компоненты как, например, ниацинамид, пантенол, глицерин, Na-PCA, – рекомендует кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии» ПНИПУ Юлия Рожкова.

Что такое колд-крем, и как им пользоваться

Колд-крем является традиционным средством для ухода за кожей в зимнее время года. Как правило, рецептуры таких продуктов просты – они составлены на основе минерального масла или вазелина и имеют вязкую жирную консистенцию. Колд-кремы могут содержать в составе увлажнители (глицерин, гиалуроновая кислота, пантенол), масла (например, масло ши, авокадо), антиоксидантные компоненты (витамин Е и другие).  Основная задача этих продуктов – усиливать барьерную функцию кожи.

– Несмотря на распространенные опасения относительно использования вазелина или минерального масла в связи с тем, что они являются нефтепродуктами, эти компоненты проходят высокую степень очистки, имеют длительную практику применения, низкий аллергенный потенциал, но, самое главное, в составе колд-кремов они идеально выполняют роль пленки на коже, которая позволяет сохранять влагу и избежать шелушения и покраснения в зимних экстремальных условиях, – рассказывает Юлия Рожкова.

Важно отметить, что не рекомендуется применять такой крем длительно в качестве основного ухода. Постоянное воздействие вазелина или минерального масла может нарушить выработку собственных защитных липидов.

Может ли питательный зимний уход вызывать прыщи

Если средство слишком тяжелое или комедогенное, как, например, колд-крем на минеральном масле, оно может способствовать появлению прыщей, особенно у склонной к акне кожи, так как «запирает» влагу, не давая ей высохнуть.

– В этом случае есть два варианта: использовать колд-крем при крайней необходимости, строго по назначению и тщательно его смывать или сделать основной акцент на выборе качественных уходовых продуктов. В частности, подойдут кремы с церамидами. Так, церамиды EOP или EOS «склеивают» роговые чешуйки, укрепляя защитный барьер. Не лишним будет и холестерин в составе крема (может быть в составе ланолина), который повышает вязкость клеточных мембран, что делает их более устойчивыми к внешним агрессивным факторам. Также можно использовать увлажняющие средства на основе некомедогенных эмолентов, например, растительных масел с высоким содержанием омега-3 жирных кислот, которые кожа уже сама преобразует в церамиды, – объясняет Юлия Рожкова.

Какие средства стоит исключить из зимнего ухода

По словам Юлии Рожковой, не рекомендуется использовать агрессивные очищающие средства, например, такие, где в составе на первых позициях представлены сульфатные ПАВы (SLS, SLES), спирты или кислоты, которые сушат и разрушают защитный барьер. Также стоит избегать компонентов, вызывающих аллергию или раздражение, чтобы исключить дополнительные стрессы для кожи в холодное время. Вне зависимости от сезона, свой уход лучше согласовывать с косметологом.

Правда ли зима – лучшее время для скрабов и пилингов

Принято считать, что зима – это самое подходящее время для отшелушивания кожи. Однако это не совсем так.

– Скрабы для кожи лица не рекомендуются в любое время года. Для тела – ограниченно, не более одного раза в неделю. Холод, ветер, перепады температур и без того повреждают липидный барьер. А скрабы дополнительно сдирают верхний защитный слой кожи, что делает ее более уязвимой к внешним факторам, приводя к обезвоживанию, шелушению, раздражению и повышенной чувствительности, – отвечает Юлия Рожкова.

Если есть потребность в отшелушивании омертвевших клеток, допустимо использование энзимных пилингов на основе папаина или бромелайна не чаще одного раза в две недели.

– Более агрессивные кислотные и аппаратные пилинги делают в зимнее время года из-за того, что солнечная активность ниже. Это позволяет провести процедуру без последствий в виде пигментации. Лучше согласовывать подобные процедуры со своим косметологом, так как вопрос назначения пилингов очень индивидуален, – предупреждает эксперт Пермского Политеха.

За сколько минут до выхода нужно наносить крем, патчи, маску, масло, парфюм и бальзам для губ

– Рекомендуется наносить увлажняющий крем за 30 минут до выхода, чтобы он полностью впитался. Если сократить это время, он не успеет образовать полноценную пленку, и кожа будет менее защищена. Кроме того, большинство увлажняющих кремов содержат воду. На морозе она очень быстро охлаждается и начинает замерзать прямо на коже или в ее верхних слоях. Это вызывает микротравмы сосудов и клеток, – объясняет Юлия Рожкова.

Аналогично с масками, патчами и маслами. Их тоже следует наносить за 30 минут до выхода.

Использовать парфюм в холодный период можно, это лучший сезон для его ношения. Зимой влажность низкая (на улице от мороза, в помещении от отопления), поэтому аромат испаряется медленнее, раскрывается плавнее и держится дольше, чем в теплое время года. Однако нужно помнить о том, что спиртовая основа любой парфюмерной композиции сушит кожу. Лучшим вариантом зимой станет нанесение духов на одежду – шарф, воротник пальто, манжеты изнутри. В таком случае даже не придется ждать перед походом на улицу.

– Чтобы эффективно защитить губы от обветривания, предпочтительнее использовать бальзамы с пчелиным воском или маслами ши. Наносить их следует за 5-10 минут до выхода, – делится ученая Пермского Политеха.

Топ-3 правила здоровой кожи зимой

Не пользоваться горячей водой

По словам эксперта ПНИПУ, горячая вода сушит кожу. Особенно вредно мыть ей руки сразу после прихода с улицы. Резкий контраст температур вызывает микротрещины в верхнем слое кожи, так как он не успевает адаптироваться. А мгновенное и бесконтрольное расширение сосудов – это прямой путь к куперозу (сосудистым звездочкам).

Увеличить потребление воды и витаминов

Достаточное количество чистой воды помогает поддерживать базовый уровень увлажненности изнутри, а витамины выполняют ключевую восстановительную роль — витамин А регулирует обновление клеток и борется с шелушением, витамин С стимулирует выработку коллагена для упругости и является мощным антиоксидантом, защищая от агрессивных факторов, а витамин Е укрепляет липидный барьер, удерживая влагу и смягчая кожу, поэтому их сочетание с внешним уходом создает комплексную защиту.

Не растирать кожу на морозе

На морозе кожа становится сухой, менее эластичной и более хрупкой. Грубое растирание травмирует ее верхний слой, вызывая микротрещины, раздражение и усиливая шелушение. Особенно вредно делать это с помощью снега – его кристаллы будут вызывать дополнительные механические повреждения.

Чтобы согреть лицо на морозе, аккуратно прикройте щеки сухими теплыми ладонями или шарфом, чтобы восстановить кровообращение за счет собственного тепла.

Показать полностью

Ученые ПНИПУ разработали уникальную методику, которая позволит проектировать безопасные водородные системы

Сегодня развитие «зеленой» энергетики, критически важное для отказа от углеродного топлива, сталкивается с серьезной проблемой при транспортировке газов. Под давлением в трубах водород создает мощные колебания, которые резко повышают риск утечек. Традиционные подходы к решению проблемы оказываются неэффективны для проектирования надежных конструкций для трубопроводов. Ученые Пермского Политеха создали уникальную методику, которая позволяет проектировать более безопасные элементы для водородной инфраструктуры. Разработка уникальна и не имеет аналогов в мире.

Статья опубликована в издании «Аэрокосмическая техника, высокие технологии и инновации».

Внедрение водорода — общемировой тренд, поддерживаемый странами в рамках отказа от углеродного топлива в промышленности и энергетике. Сегодня Россия входит в пятёрку его ведущих производителей (вместе с Китаем, США, Индией и ЕС), изготавливая и потребляя примерно 5,5 млн тонн в год. Водород активно применяется для самолетов, кораблей и наземного транспорта, которые при его использовании на выходе дают только водяной пар, а не вредные выбросы. Также его задействуют в металлургии для производства стали, в нефтяной промышленности для удаления вредных примесей из сырья и как накопитель для солнечной и ветровой энергии.

Несмотря на его использование в некоторых секторах, массовому внедрению водорода препятствует высокая стоимость всей цепочки производства. Это связано с тем, что широкое применение требует колоссальных инвестиций в создание отдельной инфраструктуры: специализированных трубопроводов, хранилищ, заправочных станций и транспортных средств.

Для практического использования водород необходимо эффективно и безопасно доставить от производителя к потребителю. Наиболее перспективным для больших объёмов и расстояний считается передача по трубопроводам. Однако физические свойства водорода делают транспортировку более сложной. Он в 7 раз легче природного газа, поэтому, чтобы перекачивать его, в трубопроводах нужно поддерживать очень высокое давление.

Это порождает другую, не менее серьёзную проблему. Когда водород под высоким давлением проходит по трубопроводу, каждый поворот и неровность создают мощные вибрации, которые распространяются по всей конструкции. Подобная ударная нагрузка повышает риски микроповреждений.

Кроме того, молекулы водорода настолько маленькие, что легко просачиваются через возникшие от вибраций трещины. А поскольку этот газ при смешении с воздухом взрывоопасен, даже незначительная утечка создает угрозу безопасности.

Для подавления опасных вибраций в трубопроводах традиционно используют специальные внутренние перегородки. Чаще всего это небольшие металлические панели, которые частично гасят колебания газового потока.

До сих пор такие элементы часто проектировали на основе старых проверенных решений или простых расчётов, которые не учитывали взаимодействие газа с деформируемой конструкцией. Однако если просто взять готовые решения от труб с природным газом и применить их для другого газа, можно получить нежелательный результат: вместо того чтобы гасить вибрации, система будет трястись ещё сильнее, что только ускорит износ и приведет к преждевременной поломке.

Ученые Пермского Политеха создали уникальную методику, которая позволяет проектировать оптимальные перегородки в водородных трубах. Это позволит свести вибрации к минимуму и сделать транспортировку более безопасной. Разработка ученых уникальна и не имеет аналогов в мире.

В реальности общее количество и тип перегородок в трубопроводе зависят от конкретных параметров: давления, диаметра, требуемого уровня подавления вибраций, физико-механических характеристик конструкций и вида газа. Чтобы создать инструмент, который позволит проектировать оптимальные перегородки для любых условий, необходимо изучить, как они ведут себя под давлением и как влияют друг на друга.

Сначала эксперты создали модель участка трубопровода с двумя разными пластинами. Это стандартное решение для глушения вибраций, где первая преграда принимает на себя основной удар газового потока, а вторая гасит оставшиеся колебания. Однако именно для водорода такие системы ранее не изучались.

Первая перегородка, принимающая основной удар, была спроектирована в трех вариантах: как сплошной барьер, как фильтр с малым отверстием (14 мм) и с большим (20 мм). Это решение связано с тем, что в старых исследованиях перегородку считали недеформируемой. В реальности под давлением она сама становится новым источником вибраций, а разные отверстия могут менять не только ее жесткость, но и силу колебаний.

Вторая перегородка в этом исследовании оставалась глухой. Это было сделано специально, чтобы увидеть, как именно первая преграда влияет на остальной участок трубопровода. Измеряя вибрации неизменной сплошной пластины, можно точно определить, сколько вибраций «прорвалось» через первую. Таким образом ученые оценивали эффективность наличия или отсутствия отверстий для уменьшения колебаний.

— После разработки модели мы запустили виртуальный эксперимент и задали необходимое давление, как в реальном трубопроводе. Компьютер прослеживал всю цепочку событий: как газовый поток встречает первую перегородку, как частично отражается от неё, а частично проходит через отверстие. Мы сосредоточились на первой перегородке, поскольку она принимает на себя основной удар потока. Сравнивая три её состояния — сплошную, с малым и с большим отверстием — мы смогли увидеть, как меняется её собственная вибрация и какая часть колебаний передаётся дальше, на вторую преграду. Это позволило понять, как размер отверстий в первой перегородке влияет на вибрационную нагрузку во всей остальной конструкции, — объяснил Владимир Модорский, доктор технических наук, декан аэрокосмического факультета ПНИПУ.

В результате модель ученых показала, что наличие отверстий в первой перегородке заставляет ее вибрировать по-другому. При этом сама энергия колебаний не исчезает, а просто передаётся дальше по потоку. В этом случае вторая, «глухая» пластина, расположенная дальше по трубе, будет колебаться в два раза сильнее первой.

Анализ результатов эксперимента также показал, что наличие в трубопроводе дополнительной сплошной перегородки снижает колебания во всем участке трубопровода в два раза. Следовательно, для водорода наиболее эффективным решением является установка не двух, а трех и более пластин, что позволит гасить вибрации последовательно.

— Чтобы убедиться в достоверности результатов, модель прошла строгую проверку. Для этого участок трубы разделили на мелкие ячейки, чтобы проследить, как меняется давление и вибрации в отдельных зонах. Модель запускали несколько раз, постепенно делая эту виртуальную «сетку» мельче и подробнее. Когда при увеличении сетки показатели перестали меняться, мы убедились, что модель дает точный результат на всех уровнях.  Кроме того, результаты для водорода были сопоставлены с ранее полученными нами данными при исследовании перегородок для воздуха, и разница в итоговых показателях оказалась логичной и соответствующей их физическим свойствам этих газов, — рассказала Маргарита Серегина, аспирант кафедры «Ракетно-космическая техника и энергетические системы» ПНИПУ.

Для практического применения методики инженеру необходимо в специализированной программе сначала создать цифровую модель трубопровода с заданными параметрами газа и материалов, размеры и положение перегородок. На выходе специалист получает готовое решение: сколько перегородок ставить в конкретном участке, нужны ли в них отверстия и какого диаметра, и как именно они поведут себя под давлением.

Разработка найдет прямое применение в проектировании ключевых элементов водородной инфраструктуры: магистральных трубопроводов, заправочных станций, а также в создании топливных систем для энергоустановок. Это защитит оборудование от повреждений и значительно продлит его срок службы.

Показать полностью
1

Ученые ПНИПУ впервые смоделировали полный цикл кислотной обработки скважин для повышения добычи

Добыча полезных ископаемых из карбонатных коллекторов, составляющих значительную часть мировых запасов, сейчас сталкивается с ключевой проблемой – низкой проницаемостью пород. Это значит, что нефть и газ находятся в изолированных порах и не могут естественным путем поступать к скважине, что делает традиционные методы добычи малоэффективными и очень дорогими. Стандартным решением для этого является кислотная обработка, когда в пласт закачивают реагент, который растворяет породу. Однако сейчас этот процесс остается непредсказуемым из-за отсутствия точных данных о трансформации породы при длительном воздействии кислотного раствора. Ученые из Пермского Политеха и ИПНГ РАН разработали уникальную методику кислотной обработки, которая позволяет более точно оценить изменение проницаемости породы. Разработка уникальна и не имеет аналогов в мире.

Статья опубликована в журнале «Недропользование».

Карбонатные коллекторы — это подземные пласты-резервуары, представленные в основном известняками и доломитами. По статистике, на территории России содержание нефти в них составляет более 50% от всех запасов в стране. Однако их разработка часто нерентабельна из-за сложного строения и низкой проницаемости породы. В отличие от терригенных коллекторов, преимущественно состоящих из песчаников, где поры хорошо соединены между собой, в карбонатных часто имеются изолированные пространства – поры и трещины. Это значит, что нефть или газ, находящиеся в таком пространстве, труднее добывать. С развитием мировой экономики и истощением традиционных месторождений освоение таких сложных коллекторов становится необходимостью.

Стандартным решением для повышения продуктивности в карбонатных пластах является солянокислотная обработка скважины. Суть этого метода заключается в закачке в пласт раствора соляной кислоты, который вступает в химическую реакцию с породами, растворяя их. Это необходимо, чтобы создать разветвленную сеть высокопроводящих каналов, так называемых «червоточин». Они служат эффективными проводниками, обеспечивающими повышение добычи нефти или газа.

Прежде чем закачивать кислоту в реальный пласт, инженеры должны предсказать результат, чтобы рассчитать минимально достаточный объем раствора и спрогнозировать прирост добычи нефти. Однако стандартная методика лабораторных исследований предполагает закачку кислоты только до момента прорыва ее с противоположной стороны образца горной породы, т.е. до появления червоточины. На основании этого выявляется оптимальный объем и скорость закачки реагента.

Однако при этом не изучается дальнейшее влияние кислотной обработки, хотя в реальной скважине раствор продолжает фильтроваться еще некоторое время, взаимодействуя с горной породой.

Главная проблема этой технологии заключается в ее полной непредсказуемости при реальном применении. Если в лаборатории эксперты изучают только первый прорыв кислоты, а на месторождении реагент действует гораздо дольше, то изначальный прогноз окажется ошибочным. В результате инженер лишается возможности достоверно прогнозировать ключевые параметры обработки: глубину воздействия кислоты, как сильно вырастет проницаемость и не разрушится ли при этом порода вокруг скважины. Подобная неопределенность делает технологию рискованной и экономически неэффективной.

Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из ИПНГ РАН разработали уникальную методику, которая позволит более точно изучить полный цикл кислотной обработки карбонатных коллекторов.

На первом этапе исследователи отобрали 10 цилиндрических образцов керна с одного из месторождений России. Экспериментальную выборку тщательно подготовили: очистили от остатков нефти и пластовой воды, затем высушили и зафиксировали исходное визуальное состояние с помощью фотографий. Это обеспечило одинаковые стартовые условия для дальнейшего эксперимента.

На втором этапе были определены основные свойства образцов керна. Используя лабораторное оборудование, специалисты определили их характеристики: проницаемость, пористость и объемную плотность. Эти данные стали контрольными значениями для всех последующих измерений.

Поскольку конечной целью исследования было смоделировать реальный процесс в пласте, в образцах создавали остаточную водонасыщенность. Для этого их поместили в вакуум и пропитали минерализованной водой, чтобы заполнить все пустотное пространство. Это нужно для создания условий, как в естественном коллекторе, где в породе присутствует пластовая вода. После этого ее замещали керосином, который в эксперименте выступил альтернативой нефти. В итоге, перед началом основных испытаний внутреннее пространство образцов (поры и каналы) было заполнено так же, как и в реальном пласте.

Далее ученые моделировали пластовые условия с помощью специальной фильтрационной установки. Внутри нее создавали высокое всестороннее давление (до 46.7 МПа) и нагревали систему до пластовой температуры в 84°C. В этих смоделированных условиях через образцы закачивали раствор и замеряли их проницаемость, чтобы понять, как порода фильтрует нефть или газ в своем естественном состоянии.

После кислотного воздействия их промывали керосином для нейтрализации и удаления остатков реагента и снова измеряли показатели, чтобы оценить итоговый прирост. Фотографии образцов наглядно показали результат: в керне появились извилистые, растворенные кислотой сквозные каналы, так называемые «червоточины».

В результате для каждого из 10 образцов был сформирован парный массив данных: полная характеристика «до» и «после» кислотного воздействия, что и стало основой для последующего глубокого анализа. Эксперименты показали, что средняя проницаемость пород после кислотной обработки увеличилась в 6880 раз, средняя пористость на 17,4%, а плотность снизилась на 2,5%.

— На основании полученных данных мы также построили графики, показывающие, насколько вырастут пористость и проницаемость в зависимости от объёма пропущенного через пласт реагента. Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы для обновления существующего технического программного обеспечения. Так, инженеры-проектировщики получат рабочий инструмент для точного расчета: смогут ввести в модель данные конкретной скважины (начальную пористость, проницаемость) и задать ожидаемый прирост добычи, после чего программа автоматически определит оптимальный объем и скорость закачки кислоты, — рассказывает Сергей Попов, заведующий лабораторией института проблем нефти и газа РАН, доктор технических наук.

— Однако главное преимущество усовершенствованной методики — ее способность моделировать ключевой для практики параметр: влияние «дозы» кислоты на конечный результат. В отличие от традиционного подхода, который останавливается сразу после прорыва реагента через породу, новая методика продолжает закачку. Это позволяет впервые получить зависимости, показывающие, насколько именно изменятся проницаемость, пористость и плотность породы в зависимости от объёма закачанного реагента в околоскважинной зоне. Более того, проведенный расчет доказывает, что больший объем раствора качественно ближе к реальным условиям в скважине, чем традиционный эксперимент. В итоге, метод дает не просто констатацию улучшения показателей, а инструмент для их точного прогнозирования и управления процессом кислотной обработки, — отметил Сергей Чернышов, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ.

Методику в дальнейшем можно адаптировать и для других типов коллекторов, что дает универсальный инструмент для прогнозирования проницаемости многих месторождений страны. Инженеры смогут на основе лабораторных данных по конкретной породе быстро рассчитать оптимальные параметры ее химической обработки.

Показать полностью

Ученые Пермского Политеха рассказали, когда появилась традиция празднования Нового года

Современная дата Нового года – результат многовековой эволюции, в которой сплелись аграрные циклы, церковные каноны и государственные указы. Начало года неоднократно смещалось, отражая глубинные изменения в мире. Учёные ПНИПУ раскрывают, как политика, религия и культура определяли дату праздника в разные эпохи.

На протяжении тысячелетий дата Нового года определялась природными циклами, как у египтян с разливом Нила 19 июля или у кельтов, отмечавших Самайн – начало года – в ночь на 1 ноября. Позже многие культуры, подобно китайской с её праздником Чуньцзе между 21 января и 20 февраля, перешли к фиксированным лунным или солнечным календарям. Однако в итоге благодаря европейскому влиянию и международным стандартам практически во всём мире утвердилась единая гражданская дата – 1 января.

– Самая ранняя известная традиция празднования начала года зародилась в Древней Месопотамии около 2000 года до н.э. Вавилонский праздник Акиту отмечался в день весеннего равноденствия в марте и был посвящен победе бога Мардука над хаосом. В VIII веке до н.э. царь Ромул во время основания Рима установил начало года с 1 марта, посвятив этот месяц богу Марсу как символу весны и военного сезона. Юлий Цезарь в 46 году до н.э., проводя реформу римского календаря, ввел новую дату – 1 января, день, посвящённый богу Янусу. Созданная им юлианская система летосчисления стала доминирующей для всего западного мира на последующие 1600 лет. Однако позже вместе с падением Рима в 476 году подобная традиция была забыта, и в результате в средневековой Европе до середины XVIII века Новый год отмечали 25 декабря, 1 марта, 25 марта или на Пасху, – рассказывает Леонид Половников, старший преподаватель кафедры «Государственное управление и история» ПНИПУ.

В 325 году Никейский собор установил правила вычисления Пасхи в марте, создав тем самым единый церковный календарный ориентир. Однако эта реформа не привела к полному единообразию. Опираясь на собственные традиции, народы в разное время и в различных регионах средневековой христианской Европы могли отмечать Новый год в Рождество 25 декабря или 1 марта. Позже, в 537 году, византийский император Юстиниан I ввёл для документооборота единую гражданскую дату начала года – 1 сентября, но это не отменило древний религиозный обычай начинать год и 1 марта.

– В результате реформы в империи, а затем и на Руси, которая переняла византийскую календарную систему, возникла уникальная ситуация с двумя датами: государственного новолетия 1 сентября и церковного начала года 1 марта. Эта двойственность сохранялась на протяжении столетий, создавая порой путаницу в летоисчислении. Последующий раскол между Римско-католической и православной церквями усугубил календарное различие: в православных странах гражданский год начинался преимущественно 1 сентября, тогда как в католической традиции эту роль исполняли два главных праздника – Рождество 25 декабря и Благовещение 25 марта, – объясняет ученый.

«Возвращение» к 1 января как к точке отсчёта началось в эпоху Возрождения, растянувшись с XVI по начало XX века. Первый шаг сделал французский король Карл IX, издавший в 1564 году эдикт, который унифицировал начало года по всей стране, положив конец календарному хаосу. Окончательно дату утвердила реформа папы Григория XIII в 1582 году. Вводя новый, более точный григорианский календарь, он закрепил 1 января как единый день Нового года для католических держав – Италии, Польши, Франции, Испании и Португалии. В то время как эти государства перешли на новый порядок, остальной мир принимал его постепенно: ещё столетиями разные цивилизации жили по своим исконным ритмам.

– Переход на григорианский календарь был не единовременным актом, а чередой разрозненных решений. Великобритания и её колонии перешли на новое летоисчисление в 1752 году. Япония последовала этому примеру в 1873 году, отказавшись от лунного календаря. Китай, сохранивший традиционный Новый год в период с 21 января по 20 февраля, официально утвердил григорианский стандарт лишь в 1912 году. В Европе последними его приняли Греция и Турция – в 1923 и 1926 годах соответственно. Для многих других культур этот переход не был внутренней эволюцией, а стал поздним на протяжении веков, как в Индии, где исторический год начинается весной, или в исламском мире, живущем по лунному календарю Хиджра, где священный месяц Мухаррам знаменует начало года, но, в отличие от фиксированных дат, ежегодно смещается по солнечному календарю, – резюмирует эксперт.

Пока Европа возвращалась к римской традиции, история праздника на Руси складывалась совершенно иначе. О том, как отмечали Новый год до принятия христианства в 988 году, известно крайне мало — письменные источники того периода практически не сохранились. Исследователи выделяют четыре ключевых этапа в его эволюции: дохристианский, период после Крещения Руси, преобразования Петра I и, наконец, советский и современный период.

– В дохристианский этап – до 988 года – трудно сказать, когда точно отмечали начало года. Исследователи полагают, что новый цикл мог быть связан с естественными природными рубежами — либо с весенним равноденствием 20-22 марта, либо с зимним солнцестоянием 21-22 декабря. «Новолетие» являлось сакральным временем перехода, связанным с поклонением силам природы и исполнением аграрных обрядов, – объясняет эксперт.

После принятия христианства в 988 году на Руси сложилась заметная путаница с календарями. Светская власть и православная церковь жили по официальному летоисчислению – от сотворения Адама, в котором год начинался 1 сентября. В этот день собирали оброк, освобождали от налогов и обязательств. Церковь избрала эту дату, руководствуясь византийской традицией и библейской символикой, и утвердила её как духовное начало «лета Господня благоприятного». В то же время простой народ в своей повседневной жизни чаще ориентировался на древний календарь, связанный с природными ритмами, и для многих новый год наступал 22 марта, в день весеннего равноденствия.

Эти две системы сосуществовали параллельно почти пять столетий, порождая хаос в летоисчислении и делопроизводстве. Чтобы положить этому конец, в 1348 году на Московском соборе при митрополите Феогносте была официально установлена единая дата начала года — 1 сентября. Решение пришлось подтверждать повторно — в 1492 и 1505 годах, поскольку значительная часть населения по привычке продолжала отмечать праздник по старому обычаю, в марте.

По словам эксперта, это торжество имело глубоко религиозный характер и воспринималось как духовное начало новой эпохи. В день праздника цари совершали акты правосудия и милосердия, церковь проводила особые богослужения, а зажиточные горожане раздавали милостыню, в том числе в детские приюты. Атмосферу этого события с утра до вечера сопровождал праздничный колокольный звон. 1 сентября воспринималось не просто как календарный рубеж, но как духовное начало новой эпохи.

– Ключевая реформа была проведена императором Петром I. Его указ от 19 декабря 1699 года предписывал перейти на летоисчисление от Рождества Христова и отмечать Новый год 1 января, на это царя вдохновили заграничные поездки. Однако император не учёл, что Россия жила по юлианскому календарю, а мир – по григорианскому, поэтому, когда в стране было 1 января, в мире было уже 14 января, – рассказывает ученый.

Подобное отставание от мирового летоисчисления – разница в 13 суток на 1917 год – создавало неудобства в международных отношениях, торговле и даже в быту. Поэтому 1 (14) февраля 1918 года был принят декрет Совнаркома, обозначавший переход на григорианский календарь, который привел к появлению такого феномена как Старый Новый год.

– Праздник-двойник укоренился не только в России и странах бывшего СССР, но и в Греции, Сербии, Черногории, Алжире и Тунисе. В наши дни его отмечают около половины населения. Для многих он стал дополнительной возможностью для семейного отдыха и своеобразным завершением длинного праздничного цикла, – добавляет Леонид Половников.

Классический новогодний канон сформировался во второй половине XX века. Его основу составили бой курантов, передача «Голубой огонёк», ставшая символом праздника к концу 1960-х, и телеобращение лидера, традицию которого окончательно закрепил Михаил Горбачёв с 1988 года. Важными кулинарными символами стали салат «Оливье», получивший широкую популярность в 1960-1970-е годы, и мандарины, массовый импорт которых из Марокко начался в 1963 году. После 1991 года ключевые традиции сохранились, но уже в изменённом виде. Праздник остаётся главным календарным торжеством с обязательными ритуалами: семейным застольем, обменом подарками и украшением дома ёлкой и гирляндами.

– Классические салаты «Оливье» и «Сельдь под шубой» зачастую уступают место блюдам вроде суши, пиццы и морепродуктов, а обязательный когда-то просмотр телепередач «Голубой огонёк» или фильма «Ирония судьбы» перестаёт быть важным для поколений младше 40 лет. При этом Новый год остаётся главным и любимым праздником для 76% россиян, что подтверждают данные ВЦИОМ за 2024 год, – объясняет Константин Антипьев, доцент кафедры «Социология и политология» ПНИПУ, кандидат социологических наук.

Если говорить о новых традициях, можно отметить интеграцию восточного календаря с его животными-символами в 1990-е годы на волне общего увлечения эзотерикой, астрологией и восточными практиками. Его распространению также способствовал рост импорта китайских товаров, часто украшенных изображениями соответствующих животных.

– В современном российском празднике восточный гороскоп прижился не как серьёзное верование, а скорее, как популярный и весёлый мотив, который добавляет празднованию разнообразия и позитивного смысла. Он проявляется в тематических открытках, сувенирах, элементах декора, а иногда даже влияет на выбор цвета нарядов или блюд для стола, становясь поводом для творчества и игровой составляющей, без придания ему глубокого мистического значения, – отмечает Леонид Половников.

По словам Константина Антипьева, расходы на праздник отражают и семейные ценности, и экономическую реальность. Львиная доля финансов приходится на праздничный стол, действуя по принципу «праздновать как в последний раз», семьи включают в меню относительно дорогие продукты – красную икру, вино, морепродукты и мясную нарезку. Другую статью бюджета составляют подарки.

– При подготовке к празднику сохраняется традиционное распределение ролей, при котором женщины отвечают за организацию, включая планирование, составление меню, украшение дома, готовку и упаковку подарков, а мужчины берут на себя практические задачи, такие как закупки, транспорт, встреча гостей и бюджет. Однако под влиянием новых технологий эта модель трансформируется – молодые семьи активно пользуются онлайн-сервисами для заказа готовых блюд и покупок, что экономит силы и постепенно делает роли более ситуативными, а не жёстко закреплёнными, – дополняет ученый.

Цифровая среда меняет также образ Деда Мороза – дети, рано сталкиваясь с «разоблачением», всё чаще начинают воспринимать его скорее, как посредника, через которого родители передают заранее оговорённые подарки. В ответ на это коммерческие сервисы осваивают новые цифровые форматы, чтобы адаптировать древний образ и сохранить для ребёнка ощущение чуда, даже когда вера в сказку становится условной.

Константин Антипьев подчеркивает, что Новый год в современной России – это не только семейный праздник, но и точный социальный индикатор, фиксирующий перемены последних десятилетий. В его традициях и практике празднования проявляются расслоение общества по доходам, различие между городской и сельской культурой и трансформация представлений о семье.

Показать полностью
0

Ученые Пермского Политеха автоматизировали оценку безопасности зданий с помощью искусственного интеллекта

В условиях массового старения жилого фонда и острой нехватки квалифицированных кадров в строительной отрасли возникает прямая угроза безопасности миллионов людей. Многие конструкции зданий постепенно теряют прочность, а скрытые дефекты накапливаются, создавая риск внезапных обрушений. Традиционные методы оценки, такие как визуальный осмотр, требуют значительных временных и финансовых затрат, делая массовые обследования трудными в условиях кадрового дефицита и ограниченных ресурсов. Ученые Пермского Политеха разработали программу с искусственным интеллектом для автоматической оценки технического состояния наружных стен кирпичных зданий. Она с высокой точностью (84%) классифицирует степень износа, минимизируя риск пропуска аварийных ситуаций.

Статья опубликована в журнале «Вестник Дагестанского государственного технического университета».

Глобальная проблема стареющей инфраструктуры – это то, с чем сталкивается большинство развитых стран мира. Конструкции зданий, особенно возведенные десятки лет назад, постепенно изнашиваются под воздействием времени, окружающей среды и эксплуатационных нагрузок. На начало 2024 года в России было официально признано аварийными около 70 тысяч домов, в которых проживает более миллиона человек.

Регулярный мониторинг и своевременное выявление дефектов являются залогом предотвращения катастроф. Однако систематическому и качественному обследованию мешает целый ряд проблем: высокая стоимость экспертиз, трудоемкость процессов и «человеческий фактор». В результате накапливаются скрытые дефекты, которые остаются незамеченными до тех пор, пока не достигают критической стадии, требуя уже не планового ремонта, а аварийно-восстановительных работ.

Традиционный метод оценки, при котором инженер визуально осматривает здание и на основе своего опыта выносит вердикт, считается не только медленным, но и часто субъективным. Для существующих сегодня экспертных систем и вероятностных моделей для диагностики нужна также сложная ручная настройка правил. Это часто требует участия высококвалифицированных специалистов двух профилей: опытных инженеров-строителей, которые могут формализовать свой опыт, и программистов, способных перевести эти знания в цифровые системы. Все эти условия делают проверку состояния зданий длительной и дорогостоящей.

Ученые Пермского Политеха разработали программное решение на основе искусственного интеллекта, которое может автоматизировать рутинный процесс определения технического состояния наружных стен кирпичных зданий.

На первом этапе они проанализировали и оцифровали опыт, накопленный в ходе натурных обследований домов. Сбор данных осуществлялся из архивов экспертных организаций, технических отчетов и собственных полевых исследований. Из этого ученые собрали обучающую выборку, описывающую фасады, каждый из которых был разбит на ключевые элементы: цоколь, основное поле стены, перемычки.

В качестве параметров использовались 18 критически важных признаков, таких как ширина трещин, величина отклонения стены от вертикали, фактическая прочность кладки и другие. Итоговым результатом анализа стало присвоение одной из четырех категорий состояния по ГОСТ: нормативное, работоспособное, ограниченно работоспособное или аварийное.

Для создания интеллектуальной системы ученые протестировали пять различных алгоритмов машинного обучения для нейронных сетей. Наиболее перспективные результаты показала библиотека AutoGluon. Она самостоятельно выполняла перебор различных алгоритмов, комбинировала лучшие подходы, адаптируясь к характеристикам конкретных данных, что позволило достичь максимальной точности без длительной ручной настройки.

— Следующим этапом стало создание структуры программы, которая будет анализировать информацию на нескольких уровнях. Сначала интеллектуальная система принимает и обрабатывает исходные данные о состоянии здания. Второй уровень программы получает результаты анализа и вычисляет сложные взаимосвязи между различными параметрами состояний стен. На этом этапе выявляются комбинированные эффекты от множества факторов. Третий формирует итоговую оценку: соответствие четырем возможным категориям технического состояния, — рассказала Галина Кашеварова, доктор технических наук, профессор кафедры «Строительные конструкции и вычислительная механика» ПНИПУ.

Такая структура программы позволяет последовательно обрабатывать информацию: от первичного анализа отдельных параметров к выявлению комплексных зависимостей до классификации здания.

— Обучение программы проходило в несколько этапов. Сначала она изучала 65% от загруженных нами данных — это была основная учебная выборка. Затем на 20% проводились промежуточные проверки, чтобы убедиться, что программа не подстраивается под конкретные примеры, а сама выявляет закономерности. Финальный этап проходил на оставшихся 35% данных, которые программа видела впервые. Для борьбы с переобучением (когда модель «запоминает» примеры, но не может выявить общие закономерности) был использован метод исключения нейронов. Такой подход значительно повысил надежность программы при работе с новыми, ранее не встречавшимися зданиями, — отметил Сергей Крылов, аспирант кафедры «Строительные конструкции и вычислительная механика» ПНИПУ.

Результаты обучения показали высокую эффективность на тренировочных данных: точность достигла 92,3%. На финальной выборке, которая не использовалась при обучении, точность составила 84,62%.

Для определения результатов ученые также провели анализ ошибок программы и выявили важную особенность. В случаях неточного определения категории она обычно выбирает смежную, но более строгую категорию. Например, если здание фактически имеет работоспособное состояние, программа может определить его как ограниченно работоспособное. Такое «занижение» категории считается приемлемым, поскольку главная задача разработки – не пропустить аварийное состояние.

Практическое применение данной программы позволит в кратчайшие сроки проводить предварительную оценку тысяч зданий, что особенно ценно для организации плановых ремонтов и оперативного реагирования после чрезвычайных ситуаций, таких как землетрясения или ураганы.

Показать полностью
1

Ученые ПНИПУ впервые в России разработали методику получения высокопористого материала для костных имплантатов

У 50% женщин и 20% мужчин старше 50 лет в будущем с большой вероятностью произойдет перелом костей. К этой «тихой эпидемии» остеопороза добавляются тяжёлые травмы от автокатастроф, спортивные повреждения, последствия хирургического удаления опухолей. Когда организм уже не способен восстановиться самостоятельно, нужен совершенный имплантат: он должен быстро растворяться, активно помогать заживлению и при этом быть экономически доступным. Ученые Пермского Политеха разработали методику получения пористого материала на основе фосфатов магния. На сегодняшний день разработка не имеет аналогов в России. Он может служить каркасом для новой кости и работать как долговременный контейнер для лекарств.  Это повысит эффективность лечения и качество жизни пациентов, позволит быстро и физиологично восстановить сломанную кость.

Статья опубликована в журнале «Химическая безопасность». Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

Ежегодно миллионы людей обращаются в больницы с проблемой, которую организм решить не в силах: восстановить утраченный фрагмент кости. Так, более 500 миллионов человек страдают от остеопороза — системного заболевания, делающего кости хрупкими, что ежегодно приводит к 37 миллионам переломов среди людей старше 55 лет (это 70 травм в минуту). К волне возрастных переломов добавляются сложные повреждения в результате аварий, спортивных травм и операций по удалению опухолей.

Для лечения таких обширных повреждений, когда кость не может срастись сама, хирурги используют специальные материалы в качестве временного каркаса. Долгое время «золотым стандартом» для этого были имплантаты на основе фосфатов кальция. Однако они рассасываются в организме крайне медленно: процесс может занимать годы, за это время материал рискует не помочь, а механически помешать росту новой кости. Кроме того, даже постепенно разрушаясь, он остаётся биологически пассивным. Высвобождающимся ионам кальция для включения в новую костную ткань требуется долгая и сложная переработка организмом. Классический материал выполняет лишь роль механической опоры, но не активного участника заживления.

Альтернатива — фосфаты магния. Они растворяются с оптимальной скоростью, вовремя освобождают место для новой ткани. Ионы магния остаются в зоне повреждения и запускают процесс заживления, дают организму сигнал усиленно строить новую кость и сосуды в нужном месте.

В пористую структуру такого материала можно «встроить» антибактериальный компонент для борьбы с инфекцией или специальное вещество, ускоряющее восстановление. Растворяясь с заданной скоростью, имплантат будет месяцами высвобождать лекарство в зону перелома или операционной раны. Это позволит точечно лечить, резко повысит эффективность терапии и поможет избежать побочных эффектов от обычных таблеток или уколов.

Несмотря на многообещающие свойства магниевых соединений для восстановления костей, в России такие имплантаты пока не производят. Это новое направление, поэтому технологии изготовления таких материалов сейчас только начинают активно исследоваться.

Учёные Пермского Политеха впервые в России разработали методику получения этого высокопористого материала для костных имплантов. Для этого они особым способом синтезировали струвит.

Это минерал, выглядящий как бесцветные, белые или желтоватые стекловидные кристаллы, часто в форме прямоугольных призм с скошенными гранями. Образуется в щелочной среде при наличии ионов магния, фосфора и соединений азота. В природе его можно найти там, где происходит разложение органики, например, в остатках растений или животных, а также в продуктах их естественного распада.

Специалисты выбрали именно это соединение, так как в нём уже содержатся необходимые для кости магний и фосфор, а также вода и аммиак. При нагревании вода и аммиак испарятся наружу, оставив множество пустот внутри. Так получается не просто порошок, а высокопористый материал на основе фосфата магния — это готовая основа для будущего имплантата.

Но далеко не каждый струвит способен на такую трансформацию.  Обычно его создают плотным, поэтому получается материал, который нельзя использовать в качестве биосовместимого имплантата, так как для этих целей нужен активный пористый каркас, в который смогут прорастать клетки и сосуды.

Поэтому исследователи сравнили традиционный и разработанный уникальный способ синтеза. Термически обработали оба варианта.  Оказалось, что высокопористый материал, пригодный для использования именно в медицинских целях, получается только из струвита, синтезированного по уникальной методике пермских ученых.

Его внутренняя поверхность составляет 266 квадратных метров на грамм — это значит, что если мысленно развернуть все внутренние стенки пор всего одного грамма этого порошка, они покроют площадь, равную теннисному корту. При этом материал очень «вместительный»: объём его пор достигает 0,343 см³ на грамм, а сами поры невероятно малы — их радиус всего 2,6 нанометра. Такое сочетание огромной площади, большого объёма и сверхмалых пор открывает сразу два важнейших применения в медицине.

— Во-первых, большая площадь поверхности станет идеальным каркасом для клеток. Это даст им в тысячи раз больше точек для закрепления и значительно ускорит срастание имплантата с костью пациента. Во-вторых, развитая пористая структура позволит использовать материал как умный контейнер. Его можно заранее заполнить анибактериальным препаратом для долгосрочной защиты от инфекции или фактором роста для стимуляции заживления. Растворяясь в организме, такой имплантат будет месяцами высвобождать лекарство прямо в зону перелома. Это поможет избавиться от побочных эффектов обычных таблеток или уколов, — отмечает Ирина Пермякова, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ, кандидат технических наук.

Исследование учёных Пермского Политеха открывает путь к созданию в России нового поколения «умных» медицинских имплантатов. Разработанная технология позволяет получать высокопористый материал на основе фосфатов магния с огромной внутренней поверхностью.

Он сможет одновременно служить биосовместимым каркасом для интеграции с костью и резервуаром для продолжительной доставки лекарств. Это позволит будущим имплантатам не просто замещать утраченную ткань, а активно управлять восстановлением. Такой подход значительно повысит эффективность лечения сложных переломов, остеопороза и последствий хирургических вмешательств.

Показать полностью
Отличная работа, все прочитано!

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества