สจล.เปิดศูนย์ K-EQSAN สแกนตึกสั่น ใช้คลื่นจริง รันโมเดลตรวจจุดเสี่ยง

สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) เปิดตัว ศูนย์วิเคราะห์โครงสร้างรับแรงแผ่นดินไหว (KMITL Earthquake Structural Analysis Nexus หรือ K-EQSAN) อย่างเป็นทางการ เพื่อเป็นศูนย์กลางการวิจัยและพัฒนาแนวทางในการเสริมความแข็งแรงของโครงสร้างอาคารทั่วประเทศ รองรับภัยพิบัติจากแผ่นดินไหวที่อาจเกิดขึ้นได้ในอนาคต

แม้ประเทศไทยจะไม่ใช่พื้นที่ที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้ง แต่เหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาด 8.2 แมกนิจูดในเมียนมาเมื่อวันที่ 28 มีนาคม 2568 ซึ่งส่งแรงสั่นสะเทือนถึงกรุงเทพฯ จนบางอาคารเกิดรอยร้าวและสร้างความวิตกในวงกว้าง ได้สะท้อนให้เห็นว่า ประเทศไทยเองก็ไม่อาจนิ่งนอนใจได้อีกต่อไป

K-EQSAN จะทำหน้าที่ทั้งในด้านการวิเคราะห์โครงสร้างอาคาร ตรวจสอบความมั่นคง รวมถึงเสนอแนวทางการออกแบบใหม่และการปรับปรุงอาคารเก่าให้สามารถรับแรงสั่นสะเทือนได้ดีขึ้น โดยเน้นการใช้เทคโนโลยีและองค์ความรู้จากงานวิจัยเพื่อยกระดับมาตรฐานความปลอดภัยในระดับประเทศ

ยุคแผ่นดินไหวไม่ใช่เรื่องไกลตัว

รศ.ดร. คมสัน มาลีสี อธิการบดี สจล. กล่าวว่า เรื่องของศูนย์วิเคราะห์โครงสร้างรับแรงแผ่นดินไหวนี้ เป็นเรื่องที่ควรได้รับการผลักดันอย่างจริงจัง เพราะถึงแม้ว่าในอดีต ประเทศไทยจะไม่ใช่พื้นที่ที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยนัก แต่จากเหตุการณ์แผ่นดินไหวใหญ่ในเมียนมาเมื่อปี 2568 ที่ส่งผลมาถึงกรุงเทพฯ ทำให้หลายอาคารสั่นสะเทือนและเกิดรอยร้าว ซึ่งสร้างความวิตกกังวลให้กับประชาชนอย่างมาก สจล.จึงตระหนักว่า ถึงเวลาแล้วที่เราต้องนำองค์ความรู้ที่มีมาใช้ให้เกิดประโยชน์

“ในอดีตเราอาจยังไม่เห็นความจำเป็น เพราะเหตุการณ์เหล่านี้ไม่เคยเกิดขึ้นใกล้ตัวมาก่อน จึงไม่มีใครสนใจหรือให้ความสำคัญกับงานวิจัยด้านนี้ แต่ตอนนี้สถานการณ์เปลี่ยนไป การมีระบบเตรียมพร้อมและสร้างความเชื่อมั่นให้ประชาชนถือเป็นเรื่องจำเป็น โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับอาคารสาธารณะเก่าๆ ที่สร้างมานานแล้ว หลายแห่งไม่ได้ถูกออกแบบให้รองรับแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว”

โมเดลญี่ปุ่นเป็นแรงบันดาลใจ

“หากดูตัวอย่างจากประเทศญี่ปุ่น จะเห็นว่าเมื่อถึงจุดหนึ่ง พวกเขาเสริมโครงสร้างอาคารสาธารณะทั้งหมด โดยอ้างอิงจากการจำลองแรงแผ่นดินไหวด้วยระบบที่แม่นยำ และเสริมเฉพาะจุดที่เปราะบางที่สุด เช่น บริเวณระหว่างฐานรากกับเสา ซึ่งเป็นจุดที่มักแตกร้าวเมื่อตึกสั่น ระบบของเราก็สามารถทำแบบเดียวกันได้ คือรันโมเดลแผ่นดินไหวกับอาคารจริง เพื่อดูว่าจุดไหนควรเสริม ไม่ต้องเสริมทั้งตึกให้เปลืองงบประมาณ”

ไทยยังขาดบุคลากรเฉพาะทาง

รศ.ดร. คมสัน กล่าวด้วยว่า ความท้าทายคือ ในประเทศไทยเรายังขาดผู้เชี่ยวชาญเฉพาะทางด้านแผ่นดินไหวโดยตรง นักศึกษาส่วนใหญ่เรียนโครงสร้างอาคารทั่วไป เรียนแค่พื้นฐาน อย่างโครงสร้างรับแรงลมหรือแรงกระแทก แต่ไม่ลึกถึงการรับมือแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหว ต่างจากในญี่ปุ่นที่ให้ความสำคัญเรื่องนี้ตั้งแต่ระดับการศึกษา ซึ่งอาจารย์ในศูนย์ของเราหลายท่าน เช่น ดร.ณัฐ อานนัย และอาจารย์อนุมา ก็จบตรงสายจากญี่ปุ่นและนำองค์ความรู้นั้นกลับมาพัฒนาหลักสูตรในไทย

K-EQSAN ไม่ใช่แค่ตามกฎหมาย

จุดเด่นของศูนย์วิเคราะห์โครงสร้างรับแรงแผ่นดินไหว (K-EQSAN) คือ ใช้คลื่นแผ่นดินไหวจริงมารันกับโมเดลอาคารจริง ไม่ใช่แค่ออกแบบตามกฎหมายที่ให้ค่าสมมติแรงแผ่นดินไหวเท่านั้น

"เราจะเห็นได้ชัดเลยว่า ถ้าเกิดแผ่นดินไหวขึ้นจริง ตึกจะสั่นยังไง หักตรงไหนก่อน และจะสามารถเสริมเฉพาะจุดด้วยชิ้นส่วนดูดซับพลังงาน (dampers) ได้อย่างแม่นยำ ซึ่งช่วยลดต้นทุนและเพิ่มความมั่นใจให้กับผู้ใช้งาน”

สร้างความมั่นใจคนอยู่ตึกสูง

รศ.ดร. คมสัน บอกว่า ตอนนี้หลายคนเริ่มลังเลที่จะอยู่คอนโดหรืออาคารสูง เพราะขาดความมั่นใจในโครงสร้าง แต่หากมีระบบทดสอบแบบนี้ ที่สามารถระบุจุดเสี่ยง เสริมเฉพาะจุด และออกใบรับรองจากสถาบันการศึกษา ก็จะทำให้เกิดความเชื่อมั่นมากขึ้นทั้งในกลุ่มประชาชนทั่วไปและนักลงทุน โดยเฉพาะในอนาคต หากจะมีการขออนุญาตก่อสร้างอาคารใหม่ ก็ควรกำหนดให้ต้องรองรับแผ่นดินไหวตั้งแต่ต้น

“สุดท้าย จุดประสงค์ของศูนย์ K-EQSAN ไม่ใช่แค่การวิจัยหรือจำลองแรงสั่นสะเทือน แต่คือการสร้างระบบความมั่นคงทางวิศวกรรมที่ประชาชนสามารถไว้วางใจได้ เป็นกลไกที่สนับสนุนภาครัฐ เอกชน และผู้ใช้อาคารในการเตรียมรับมือกับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต เราไม่อยากรอให้เกิดปัญหาก่อนแล้วค่อยแก้ เพราะบางครั้งมันอาจสายเกินไป”

เสียหายได้แต่ไม่พังทลาย

ผศ.ดร.ณัฎฐ์ดนัย สินสมุทรผดุง ผู้ช่วยอธิการบดีฝ่ายวิจัยและนวัตกรรม สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) เผยแนวคิดด้านการออกแบบโครงสร้างอาคารให้สามารถรับแรงแผ่นดินไหวได้อย่างมีประสิทธิภาพ ว่า โครงสร้างภายใต้แรงแผ่นดินไหว ย่อมมีโอกาสเกิดความเสียหาย แต่สิ่งสำคัญคือ ต้องไม่พังทลายลงทันที เพื่อให้ผู้ใช้งานมีเวลาเพียงพอในการอพยพออกจากอาคารอย่างปลอดภัย

หัวใจสำคัญของแนวทางนี้คือ 'ความเหนียว' (Ductility) ของโครงสร้าง ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ช่วยให้วัสดุหรือองค์ประกอบของอาคารสามารถดูดซับพลังงานและเปลี่ยนรูปได้โดยไม่หักหรือพังในทันที

ผศ.ดร.ณัฎฐ์ดนัย ระบุว่า ความมั่นใจของผู้ใช้งานจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อพวกเขาเชื่อว่า อาคารสามารถรองรับแรงสั่นสะเทือนในระดับหนึ่งได้ และยังมีเวลาหลบหนีได้หากเกิดเหตุการณ์ไม่คาดคิด

ในปัจจุบัน มีนวัตกรรมหลายประเภทที่สามารถช่วยเพิ่มความเหนียวและความทนทานให้โครงสร้างอาคาร อาทิ

• การเสริมเหล็กปลอกในคานและเสา
• การติดตั้ง ชิ้นส่วนสลายพลังงาน (Damper)
• ระบบ แยกฐานอาคาร (Base Isolator)

อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีเหล่านี้ยังมีราคาสูง และจำเป็นต้องผ่านการวิเคราะห์ที่แม่นยำเพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

เพื่อตอบโจทย์ความต้องการดังกล่าว สจล. ได้จัดตั้ง ศูนย์วิเคราะห์โครงสร้างรับแรงแผ่นดินไหว K-EQSAN ขึ้น โดยมีภารกิจหลักคือการจำลองและวิเคราะห์โครงสร้างอาคารภายใต้แรงแผ่นดินไหวจากข้อมูลคลื่นจริง ซึ่งจะสามารถประเมินได้ว่า อาคารที่กำลังใช้งาน หรืออาคารที่กำลังก่อสร้าง สามารถทนแรงแผ่นดินไหวได้เพียงใด

ผู้ที่สนใจสามารถนำแบบก่อสร้างของอาคารมาให้ทางศูนย์ทำการวิเคราะห์ได้โดยตรง หากพบจุดเสี่ยงหรือความเปราะบางของโครงสร้าง ทางศูนย์จะสามารถให้คำแนะนำในการเสริมกำลังเฉพาะจุดอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ สำหรับอาคารเก่าที่ไม่มีแบบแปลน ทางศูนย์ K-EQSAN ยังสามารถส่งทีมวิศวกรลงพื้นที่เพื่อสำรวจและจัดทำแบบจำลองก่อนเข้าสู่กระบวนการวิเคราะห์ได้เช่นกัน

K-EQSAN ถือเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญที่ช่วยยกระดับความปลอดภัยของอาคารในประเทศไทย ทั้งในเชิงวิศวกรรม และในมิติของความมั่นใจของประชาชน โดยเฉพาะในยุคที่ภัยธรรมชาติไม่ใช่เรื่องไกลตัวอีกต่อไป

ลดต้นทุน-เพิ่มความเข้าถึง

ศ. ดร.ภาณุมาศ ไทรงาม อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง (สจล.) เปิดเผยว่า แม้นวัตกรรมป้องกันแผ่นดินไหวในปัจจุบันจะมีประสิทธิภาพสูง แต่ด้วยต้นทุนที่ยังค่อนข้างสูง ทำให้ยากต่อการเข้าถึงในวงกว้าง สจล. จึงมุ่งพัฒนาโซลูชันทางวิศวกรรมจากวัสดุในประเทศและวัสดุธรรมชาติเพื่อเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนและใช้งานได้จริงในบริบทของประเทศไทย

หนึ่งในนวัตกรรมที่พัฒนาโดย สจล. คือ ชิ้นส่วนสลายพลังงานจากแรงเสียดทาน (Friction Damper) ซึ่งผลิตขึ้นจากวัสดุในประเทศ โดยมีการออกแบบให้สามารถเปลี่ยนแผ่นแรงเสียดทาน (friction pad) ได้ง่ายในกรณีที่ถูกใช้งานจากแรงสั่นสะเทือนซ้ำๆ โดยมีค่าความเสียดทานคงที่ประมาณ 0.50–0.75 และช่วยเพิ่มค่าความหน่วง (damping ratio) ให้กับอาคารได้อย่างมีประสิทธิภาพ

อีกหนึ่งผลงานวิจัยสำคัญคือ การเสริมกำลังโครงสร้างด้วยเส้นใยธรรมชาติ (Natural Fiber Jacketing) ที่สามารถเปลี่ยนพฤติกรรมการวิบัติของคอนกรีตจากการพังแบบฉับพลัน (brittle failure) มาเป็นการพังแบบช้า ๆ (ductile failure) ซึ่งผู้ใช้อาคารจะมีเวลาในการอพยพออกจากพื้นที่เสี่ยงได้มากขึ้น โดยการเสริมกำลังลักษณะนี้สามารถเพิ่มความสามารถในการรับแรงอัดของโครงสร้างได้ราว 10–20% และเพิ่มความเหนียวของโครงสร้างได้ถึง 1.5–2 เท่าจากเดิม

นอกจากนี้ สจล. ยังได้จัดตั้ง ศูนย์วิเคราะห์โครงสร้างรับแรงแผ่นดินไหว K-EQSAN ซึ่งมีความสามารถในการวิเคราะห์โครงสร้างอาคารจากคลื่นแผ่นดินไหวจริง เพื่อระบุตำแหน่งของความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นในโครงสร้าง และสามารถทดสอบการติดตั้งชิ้นส่วนสลายพลังงานแบบจำลอง เพื่อยืนยันประสิทธิภาพก่อนนำไปใช้งานจริงในอาคารได้อีกด้วย

ผศ. ดร.ภาณุมาศ กล่าวเพิ่มเติมว่า แนวทางการรับมือแผ่นดินไหวสามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนหลัก ได้แก่

1. การออกแบบป้องกันแรงสั่นสะเทือน

โดยการใช้นวัตกรรม “Friction Damper” จากวัสดุธรรมชาติ ซึ่งช่วยสลายพลังงานแผ่นดินไหวที่มากระทำต่ออาคาร มีคุณสมบัติเด่นเรื่องค่าความเสียดทานคงที่ และความทนทานในการใช้งาน

2. การออกแบบเสริมกำลังอาคาร

ด้วยการใช้วัสดุเส้นใยธรรมชาติที่ช่วยเพิ่มความเหนียวและความสามารถในการรับแรงของคอนกรีตได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดความเสี่ยงการพังถล่มทันทีเมื่อเกิดแรงสั่นสะเทือน

3. การซ่อมแซมหลังเกิดแผ่นดินไหว

ซึ่งจะต้องดำเนินการโดยวิศวกรผู้เชี่ยวชาญที่มีความเข้าใจในโครงสร้างของอาคารแต่ละประเภท เพื่อให้การซ่อมแซมมีความเหมาะสมและปลอดภัยที่สุด

ด้วยองค์ความรู้และเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นในประเทศไทยโดยตรง สจล. และศูนย์ K-EQSAN ตั้งเป้าที่จะเพิ่มความเชื่อมั่นให้กับเจ้าของอาคาร ผู้ใช้งาน และภาคส่วนต่าง ๆ ทั้งรัฐและเอกชน ในการเตรียมพร้อมรับมือกับแผ่นดินไหวในอนาคต พร้อมให้คำปรึกษาและวิเคราะห์โครงสร้างโดยผู้เชี่ยวชาญในทุกขั้นตอน