ทำไม "เสาไฟฟ้าแรงสูง" ตามป่าเขา ถึงใช้โครงเหล็กโปร่งถักไปมา แทนที่จะใช้เสาคอนกรีตตัน?

ทำไม "เสาไฟฟ้าแรงสูง" ตามป่าเขา ถึงใช้โครงเหล็กโปร่งถักไปมา แทนที่จะใช้เสาคอนกรีตตัน?

เวลาเดินทางข้ามจังหวัดหรือขับรถผ่านแนวเทือกเขา เรามักจะเห็น "เสาไฟฟ้าแรงสูง" (Transmission Tower) โครงเหล็กถักโปร่งรูปทรงคล้ายหอคอยทอดตัวยาวข้ามเขาเป็นระยะทางหลายร้อยกิโลเมตร เคยสงสัยไหมว่าทำไมการไฟฟ้าถึงไม่ใช้เสาคอนกรีตอัดแรงทรงตันแบบที่เราเห็นตามริมถนนทั่วไป ซึ่งดูน่าจะแข็งแรง ทนทาน และติดตั้งง่ายกว่า?

คำตอบเรื่องนี้ไม่ได้เกี่ยวกับการประหยัดวัสดุเพียงอย่างเดียว แต่เป็นเรื่องของ "น้ำหนักโครงสร้าง" และ "แรงลม" ในทางวิศวกรรมโครงสร้าง เสาคอนกรีตตันขนาดใหญ่ที่มีความสูงเท่าเสาแรงสูง (30–60 เมตร) จะมีน้ำหนักมหาศาลนับร้อยตัน การขนย้ายเสาคอนกรีตขนาดใหญ่ออกนอกถนนหลัก เข้าสู่พื้นที่ป่า ลำธาร หรือยอดเขาสูงชัน เป็นเรื่องที่แทบเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ การใช้โครงสร้างเหล็กถัก (Truss Structure) ทำให้สามารถขนส่งชิ้นส่วนเหล็กชิ้นเล็กๆ เข้าพื้นที่ด้วยรถบรรทุกขนาดเล็กหรือเฮลิคอปเตอร์ แล้วนำมาประกอบขันน็อตเข้าด้วยกันบนยอดเขาได้อย่างสะดวกกว่ามาก

เหตุผลสำคัญประการต่อมาคือ "แรงลม" (Wind Load) ที่ระดับความสูงหลายสิบเมตรกลางป่าเขา แรงลมที่ปะทะโครงสร้างคือตัวการหลักที่ทำให้เสาล้ม ไม่ใช่น้ำหนักของสายไฟ หากใช้เสาคอนกรีตตัน ลมจะปะทะเข้ากับพื้นที่ผิวเต็มๆ เกิดแรงต้านและแรงดัดมหาศาลที่โคนเสา ในขณะที่โครงสร้างเหล็กถักโปร่ง ลมจะสามารถพัดผ่านช่องว่างไปได้มากกว่า 80-90% ช่วยลดแรงต้านลมลงได้อย่างมหาศาล

นอกจากนี้ โครงสร้างเหล็กถักยังมีคุณสมบัติความยืดหยุ่น (Flexibility) ในการรับแรงดึงและแรงบิดจากสายส่งไฟฟ้าแรงสูงที่มีน้ำหนักมากและมีการขยายตัวตามอุณหภูมิ เสาไฟฟ้าแรงสูงโครงเหล็กถักจึงเป็นนวัตกรรมทางวิศวกรรมที่ลงตัวที่สุด ทั้งในมิติการขนส่ง การรับแรงทางกลศาสตร์ และการทนทานต่อสภาพอากาศที่เลวร้ายกลางธรรมชาติ