பல நூறு டன் எடையுள்ள பொருட்களை கிரேன்கள் நிலைதடுமாறாமல் தூக்குவதற்குப் பின்னால் 4 முக்கியமான இயற்பியல் மற்றும் பொறியியல் தத்துவங்கள் உள்ளன. கட்டுமான இடங்களைக் கடந்து செல்லும்போது, வானுயர நிமிர்ந்து நிற்கும் கிரேன்கள் பல டன் எடையுள்ள இரும்புத் தூண்களையும், கான்கிரீட் கலவைகளையும் மிக லாவகமாகத் தூக்கிச் செல்வதைப் பார்த்திருப்போம். இவ்வளவு எடையைத் தூக்கியும் இந்த கிரேன் எப்படி கீழே சரிந்து விழாமல் அப்படியே நிற்கிறது? என்ற கேள்வி நம் எல்லோர் மனதிலும் என்றாவது ஒருநாள் எழுந்திருக்கும். இயற்பியல் மற்றும் பொறியியல் தத்துவங்களின் அற்புத வெளிப்பாடான கிரேன்களின் இயக்கத்திற்குப் பின்னால் இருக்கும் 4 முக்கிய அறிவியல் ரகசியங்களை விரிவாகக் காண்போம்.
கிரேன்களின் அடிப்படை இயக்கமே நாம் பள்ளியில் படித்த 'நெம்புகோல்' தத்துவத்தின் மீதுதான் இயங்குகிறது. ஒரு நீளமான கம்பியின் ஒரு முனையில் எடையைத் தூக்கி, மறுமுனையில் ஒரு ஆதாரப்புள்ளியை (Fulcrum) அமைப்பதன் மூலம், குறைந்த விசையைப் பயன்படுத்தி அதிக எடையை நகர்த்த முடியும். கிரேனில் உள்ள நீண்ட கரம் (Boom) இந்தத் தத்துவத்தையே பயன்படுத்தி பிரம்மாண்ட எடைகளைக் கையாள்கிறது.
கனமான பொருளை நேரடியாகத் தூக்க முயன்றால் முழு எடையையும் நாமே தாங்க வேண்டும். ஆனால், கிரேன்களில் 'பிளாக் அண்ட் டேக்கிள்' (Block and Tackle) எனப்படும் பல கப்பிகள் இணைக்கப்பட்ட அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதில் கயிற்றைச் சுற்றும்போது, தூக்க வேண்டிய எடையானது பல பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது. இந்த அமைப்பில் கயிறுகளின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்க அதிகரிக்க, பொருளைத் தூக்கத் தேவைப்படும் விசை குறைகிறது. உதாரணமாக, ஒரு 10 டன் எடையைத் தூக்க பல கப்பிகள் கொண்ட அமைப்பைப் பயன்படுத்தினால், ஒரு சிறிய இயந்திரத்தின் விசை மூலமே அதை எளிதாகத் தூக்கிவிடலாம்.
நவீன கிரேன்களின் அசுர பலத்திற்குப் பின்னால் இருப்பது 'பாஸ்கல் விதி' (Pascal’s Law) ஆகும். கிரேனில் உள்ள ஹைட்ராலிக் சிலிண்டர்கள், அழுத்தப்பட்ட எண்ணெயைப் பயன்படுத்தி இயங்குகின்றன. இயற்பியல் சமன்பாட்டின்படி P= F/A (அழுத்தம் = விசை / பரப்பு) சிறிய குழாயில் கொடுக்கப்படும் மிகச் சிறிய விசை, பரப்பளவு அதிகமுள்ள ஒரு பெரிய சிலிண்டருக்குச் செல்லும்போது பல மடங்கு பெருக்கப்படுகிறது. இந்தத் திரவ அழுத்தத்தின் மூலமே பல நூறு டன் எடையைத் தூக்கும் அபாரமான விசை உருவாக்கப்படுகிறது. இதனால்தான், ஆபரேட்டர் ஒரு சிறிய பொத்தானை அழுத்தினால் கூட பிரம்மாண்டமான கிரேன் கரம் அசைகிறது.
கிரேன் எவ்வளவு எடையைத் தூக்கினாலும் தலைகீழாகச் சரிந்து விடாமல் இருப்பதற்கு அதன் பின்புறம் பொருத்தப்பட்டிருக்கும் எதிரெடை (Counterweight)தான் காரணம். முன்பக்கம் கிரேன் தூக்கும் சுமைக்கு ஈடாக, அதன் அடிப்பகுதியின் பின்புறத்தில் மிக அதிக எடையுள்ள இரும்பு அல்லது கான்கிரீட் கட்டிகள் வைக்கப்பட்டிருக்கும். இது கிரேனின் ஈர்ப்பு மையத்தை (Center of Gravity) எப்போதுமே நிலையாக வைத்திருக்க உதவுகிறது. இதனால் எவ்வளவு கனமான சுமையைத் தூக்கும்போதும் கிரேன் நிலைதடுமாறாமல் நேராக நிற்கிறது.
வானுயர்ந்த கட்டடங்கள் கட்டப் பயன்படுவது டவர் கிரேன் (Tower Crane), இது தரைப்பகுதியில் ஆழமாகப் பதிக்கப்பட்டு அசைக்க முடியாதபடி நிலைநிறுத்தப்படும். சக்கரங்கள் அல்லது டிராக் (Track) அமைப்புகளைக் கொண்டது மொபைல் கிரேன் (Mobile Crane) தேவைக்கேற்ப ஓரிடத்தில் இருந்து மற்றொரு இடத்திற்கு இதை எளிதாக ஓட்டிச் செல்லலாம். பெரும்பாலும் தொழிற்சாலைகளின் கூரைப்பகுதிகளில் தண்டவாளம் போல பொருத்தப்பட்டிருக்கும் ஓவர்ஹெட் கிரேன் (Overhead Crane), பெரிய இயந்திரங்களை ஒரு இடத்திலிருந்து மற்றோர் இடத்திற்கு நகர்த்த உதவும்.
கிரேன்கள் என்பது வெறும் இரும்பு எந்திரங்கள் அல்ல; அவை மனித அறிவாற்றலின் உச்சம். நெம்புகோல், கப்பிகள், ஹைட்ராலிக் அழுத்தம் மற்றும் துல்லியமான சமநிலை ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம், மனிதனால் கற்பனை செய்ய முடியாத எடையைக் கூட அவை எளிதாகக் கையாளுகின்றன. அடுத்த முறை கட்டுமானப் பணிகளில் கிரேனைப் பார்க்கும்போது, அதன் பின்னால் இருக்கும் இந்த இயற்பியல் அதிசயத்தை நினைத்துப் பாருங்கள்.
