רשתות תעבורה באמצעות לחץ אויר

עלייתן ודעיכתן של רשתות תעבורה באמצעות לחץ אויר. האם הן אמרו את המילה האחרונה?

רשתות תחבורה עירוניות חשובות לחיוניותן של ערים כמו מערכות דם המזרימות הספקה בגוף חי, בכך שהן מזרימות אנשים ומטענים ברחבי הערים. מלבד רשתות התחבורה פרוסות רשתות תשתית נוספות, כמו רשתות מים, ביוב, חשמל או תקשורת, המקובלות בישראל, או רשתות אנרגיה הפרוסות בערים שונות בעולם. לכל אחת ממערכות התשתית הייעודיות יתרונות ביעילות ובמחיר, המצדיקים את קיומן זו לצד זו. רשתות התחבורה יכולות להחליף רשתות תשתית אחרות, שכן ניתן לשנע במכלים מי שתייה, מי ביבים, דלק נוזלי, או גזים דליקים, ובמארזים מצברי אנרגיה, דברי דואר ומידע, אך שינוע זה עלול להיות יקר. עליית מחירי האנרגיה המניעה את התחבורה עשויה להפנות תשומת לב לניצול רשתות התשתית הנוספות כתחליף לרשת התחבורה, ואולי להוסיף רשתות תשתית או לוגיסטיקה יעילות יותר.

בעשורים האחרונים רשתות התקשורת והעברת המידע ביצעו קפיצת דרך ביחס לרשתות התשתית האחרות. הטלפון, הטלביזיה, הפקסימיליה או הדואר האלקטרוני מעבירים פיסות מידע באמצעים אלקטרוניים דרך רשתות התקשורת, ובאמצעות מכשירים המפרקים את המידע הנשלח על ידי השולח, מעבירים את פיסות המידע ביעילות על הרשת ומאחים אותן מחדש בקצה המקבל. הליך זה של פירוק ואיחוי נעשה לגבי תוכן מילולי וספרתי, תמונות, או קולות, אך אינו ניתן לביצוע כאשר מדובר בעצמים פיזיים. עתידנים חזו אפשרות כזו בעיני רוחם, והיא הומחשה בסרט “מסע בין כוכבים”, שהציג מתקן “טלפורטר”, באמצעותו ניתן היה לבקש מהמפעיל: “הקרן אותי סקוטי”. טכנולוגיית פירוק עצמים, שיגורם והרכבתם מחדש אינה קיימת, אך קיימות טכנולוגיות לשינוע עצמים פיזיים מוצקים על רשתות תשתית מלבד רשת התחבורה. אחת מטכנולוגיות אלו שהופעלה ביעילות החל מהמאה התשע עשרה היא רשת לחץ האויר.

רשת לחץ אויר היא רשת צינורות שבתוכן ניתן להניע מכלים שבהם עצמים שונים מנקודות שיגור לנקודות יעד. ההנעה מתבצעת על ידי לחץ אויר ההודף את המכל מאחור, באמצעות ריק היונק את המכל מלפנים, בדומה לפעולת שואב אבק, או בדרך משולבת. מערכות שינוע באמצעות לחץ אויר פועלות עד היום. בישראל ניתן למצוא מערכות כאלו ברבים מבתי החולים, שם הן משמשות להעברת מסמכים או דגימות מעבדה בין מחלקות ומעבדות.

הרעיון של תעבורת לחץ אויר עתיק יומין, אך העבודה המעשית הראשונה שפורסמה בנושא מיוחסת לממציא האנגלי, ג’ורג’ מדהרסט, (1759 – 1827), שהציג בסביבות שנת 1810 צינור ובתוכו מיכל שנדחף על ידי על ידי לחץ אויר. שימוש מעשי משמעותי במערכות תעבורה באמצעות לחץ אויר החל בשנת 1853, כאשר ג’יי לאטימר קלארק, התקין בלונדון צינור באורך כ – 200 מטרים ובקוטר של כ – 38 מילימטר שחיבר בין הבורסה של לונדון לבין תחנת הטלגרף המרכזית. לתוך הצינור הוכנסו מכלים גליליים ובתוכם מברקים, והמכלים נשאבו בכיוון אחד לקצה הצינור. המערכת שוכללה מספר שנים אחר כך והיא כללה משאבת יניקה לכיוון אחד ומדחס מהעבר השני.

מערכות השינוע באמצעות לחץ אויר נפוצו מלונדון לרחבי העולם. בשנת 1865 נבנה מתקן שינוע באמצעות לחץ אויר בברלין ובשנת 1866 בפאריז, הצרפתים בנו מתקנים מסוג זה בערים נוספות ובחלק מהמושבות בהן שלטו. המתקנים הראשונים חיברו בין בורסות לבין תחנות טלגרף מרכזיות. בפאריז, החל משנת 1874 נבנו 3 מסלולי משלוח מעגליים שמוקדיהם היו בתחנת הטלגרף המרכזית ובבורסה. ארצות הברית אחרה את אירופה והכניסה לשימוש מערכות דואר באמצעות לחץ אויר לראשונה רק בשנת 1893. מערכות כאלו פעלו בפילדלפיה, בוסטון, ברוקלין, ניו-יורק, שיקאגו וסנט לואיס. בניו-יורק המערכת חיברה את סניף הדואר המרכזי עם סניפים שכונתיים ונתח משמעותי מהמכתבים הדחופים הועברו באמצעות מערכות מסוג זה.

משעה שמערכות השינוע באמצעות לחץ אויר הפכו לשימושיות הן דרשו תחזוקה וזכו להרחבות ושכלולים. בשנת 1909 האורך המצטבר של צינורות העברת הדואר בלונדון בלבד הגיע לכ – 64 קילומטרים, בשעה שמערכות דומות חדרו ונפוצו בערי מחוז נוספות ברחבי בריטניה. למערכות אלו היו יתרונות על פני הטלגרף בהעברת מידע בטווחים קצרים והן החלו לדחוק אותו בתוך הערים. מערכות השינוע באמצעות לחץ אויר לא דרשו מיומנות מקצועית גבוהה כמו הפעלת טלגרף וניתן היה להעביר באמצעותן מסמכים מקוריים והוראות חתומות ללא קצרנות.

מערכות שינוע באמצעות לחץ אויר נפוצו בתוך בנייני משרדים רחבים ובתוך רבי קומות לתעבורת דואר פנים משרדי, או לתעבורת דואר מחדרי טלגרף לדלפקים ומשרדים. להעברת מסמכים למרחקים ארוכים נדרשו משאבות מכניות שהופעלו על ידי מנועי קיטור, מנועי שמן או מנועים חשמליים, אך לצינורות קצרים  בתוך בנייני משרדים נעשה שימוש גם במשאבות ידניות. לתעבורה למרחקים ארוכים נעשה שימוש בצינורות בעלי קוטר שונה, כשהמידות המקובלות היו בסביבות 44, 70 ו – 76 מילימטרים. אורכי הצינורות הותאמו לצרכים מקומיים, וצינורות ארוכים הגיעו עד לאורך הקרוב ל 1.8 קילומטרים. משרדים קטנים הסתפקו בדרך כלל בצינור אחד ששימש הן למשלוח והן לקבלת דואר, אך משרדים מרכזיים השתמשו בשני צינורות נפרדים אחד לדואר יוצא ושני לדואר נכנס.

בניית הצינורות והתקנתם הייתה מבצע שרברבות הנדסי לא פשוט, מכיוון שכדי לשמור על ריק בתוך הצינורות היה דרוש להקפיד על מקטעים ארוכים – כדי לחסוך בנקודות חיבור, ועל חיבורים אטומים – שיעמדו במבחני קורוזיה לאורך זמן בתוך האדמה. הצינורות שקוטרם היה כ – 70 מילימטרים, הורכבו ממקטעים שאורך כל אחד מהם היה כ – 8.5 מטרים. תחילה הצינורות נבנו מעופרת ולכן הם היו כבדים ביותר. צינורות העופרת הושחלו בתוך צינורות ברזל רחבים יותר. צינורות התשתית הוכנסו מתחת לפני הקרקע בעומק של כ – 60 סנטימטרים.

לחץ האוויר בתוך הצינורות היה נמוך, כאשר בדרך כלל מצד אחד נוצר ואקום יונק בלחץ של כ – 6.75 PSI, ומצד שני לחץ דוחף של כ – 10 PSI. (לצורך השוואה הלחץ האטמוספרי בגובה פני הים הוא 14.7 PSI, לחץ ניפוח צמיג מכונית הוא כ – 30 PSI, והלחץ בתוך בלון חמצן המיועד לצלילה עשוי להגיע ל – 3,000 PSI). בתוך הצינורות היו שסתומים שנועדו למנוע הימלטות או כניסת אוויר מחוץ למערכת. שימוש כפול במערכות דחיפה ויניקה נועד להקטין את ההפרש בין הלחץ בתוך הצינורות ללחץ האטמוספרי על מנת למנוע מעבר אויר בין המערכת לבין הסביבה החיצונית. בתוך הצינורות, המכלים נעו במהירות של כ – 60 קמ”ש, כאשר מבנה המערכות חייב רדיוסי סיבוב גבוהים. המכלים שנעו בתוך בצינורות הכילו את דברי הדואר. המכלים הרחבים יותר יכלו להכיל עד 75 טפסי הודעות, והצרים עד 20 טפסים בלבד. המכלים היו אטומים וגודלם הותאם לקוטר הצינורות. המכלים הוכנסו לתוך פי הצינורות, הצינורות נאטמו בשסתומים ואז החל הליך שיגורם. בין משלוח מיכל אחד למשנהו נדרשו מרווחי זמן כדי למנוע תקלות ומעצורי מכלים בתוך מערכת הצינורות.

מערכות השינוע באמצעות לחץ אויר פעלו שנים רבות. בשנת 1962 נסגרה מערכת שהופעלה על ידי הצרפתים באלג’יר מאז שנת 1910, בשנת 1964 נסגרה מערכת שפעלה במרסי שבצרפת ובשנת 1976 נסגרה המערכת שפעלה בברלין מאז שנת 1865. אחד המקומות הנדירים בעולם בו נותרה מערכת דואר באמצעות לחץ אויר הוא העיר פראג בצ’כיה, שם פועלת מערכת ששרדה משנת 1920. כיום המערכת פועלת בהיקף מצומצם ביותר, אך בשנים 1960 – 1970 היא שיגרה יותר ממיליון הודעות דואר בחודש. בעיר שיקגו בארצות הברית המערכת התנוונה לפני מספר עשורים, אך בשנים האחרונות היא זכתה להתעניינות מחודשת על ידי יזם מקומי שבחן אפשרות לרכוש זיכיון שימוש בצינורות שנותרו בתת הקרקע על מנת לעשות בהם שימוש להעברת תקשורת כבלים אופטיים.

מתחילת המאה התשע עשרה ועד ימינו, ממציאים שונים רשמו פטנטים על שימושים מגוונים ברשתות תעבורה באמצעות לחץ אויר, או על תעבורה בסביבת ריק. פטנטים אלו כללו טכנולוגיות יומרניות לביצוע תחבורת אנשים ומטענים בתוך צינורות ריק או לחץ אויר, שלא זכו ליישום מעשי. אחד היתרונות הבולטים של תעבורה בתוך רשתות מסוג זה הוא החסכון באנרגיה, משום שבסביבת ריק התנגדות האויר לתנועה אינה קיימת, ולכן צריכת האנרגיה הנדרשת לתנועה נמוכה ביותר.

Leave a Reply