Ο ΣΕΙΣΜΟΣ ΕΡΧΕΤΑΙ! Αυτά τα ξέρετε;

Γράφει ο Αρης Στεφανίδης

 

Λόγω της κινδυνολογίας και φιλολογίας επικειμένου σεισμού, θεώρησα επιτακτικό να αναλύσω βασικά στοιχεία περί σεισμού (του προβλεπομένου ή “προφητευομένου” ή όποιου άλλου).

 

Έχοντας ήδη αναπτύξει μίαν άκρως ελεγκτικήν-επικριτική στάσιν κατά της σημερινής (εμφανιζομένης δήθεν) Επιστήμης και των τελάληδων και μικροπωλητών της (για να μην προχωρήσω σε βαρύτερους χαρακτηρισμούς – τουλάχιστον προς το παρόν), θα επιχειρήσω μία γενικότερην επιστημονική τοποθέτησιν σε επίπεδον αντιληπτόν από τους πολλούς, με αγαθήν προαίρεσιν, ώστε να είναι πλέον ενημερωμένοι από την υπάρχουσα σημερινή αθλία ενημέρωσιν (μάλλον ΜΜΕ-παραπληροφόρησιν). 

 

Μεταξύ των εναυσμάτων συγγραφής αυτού του άρθρου, ήταν και ένα αθλιότατο video (υποτιθεμένης) ενημερώσεως από “συνάδελφόν” μου (πολιτικόν μηχανικόν). Ο Θεός να τον ελεήσει… μόνον αυτό! 

 

Το άρθρο δεν θα είναι κάποια επιστημονική πραγματεία περί σεισμού αλλά μια επιστημονική συνοπτική παρουσίασις των πλέον σημαντικών στοιχείων περί σεισμού (και των συναφών στοιχείων των κατασκευών) σε απλουστευμένη μορφή (όμως όχι απλοϊκή), για να γίνει αντιληπτόν από τους περισσοτέρους. Πάντοτε πίστευα ότι τον επιστήμονα αναδεικνύει η ικανότητά του να παρέχει την κατανόησιν στους αδαείς, μη επιστήμονες, πλην όμως αμέσως ενδιαφερομένους και μετόχους του προβλήματος. Ευελπιστώ λοιπόν να ενημερώσω καταλλήλως, ειδικώς για τα εξόχως ανησυχητικά, που θα σας αναλύσω αλλά και τα καθησυχηστικά. 

 

Η ΑΙΤΙΑ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΩΝ 

 

Οι σεισμοί προκαλούνται από την μετακίνησιν και διάρρηξιν των στρωμάτων του υπεδάφους, που κυρίως προκαλούνται από μετακινήσεις και τριβές των τεκτονικών πλακών (τεκτονικοί σεισμοί) ή τις εκρήξεις των ηφαιστίων ή την έκλυσιν μάγματος, που ωθεί τα στρώματα του υπεδάφους (ηφαιστειογενείς). Σεισμός δύναται να προκληθεί και από “βούλιαγμα” εδαφικού στρώματος (οι γνωστές “βουλιαγμένες”) αλλά και από εκρήξεις ανθρωπογενούς προελεύσεως, αν και τα μεγέθη αυτών είναι μικρά. Προσφάτως με αφορμή την αποθήκη όπλων και πυρομαχικών στην Υπερδνειστερία (σχετικά με τον πόλεμον στην Ουκρανία), ανεφέρθη ότι αν εκραγούν θα δημιουργήσουν σεισμόν εντάσεως περίπου 3.5R (Richter). Η τριβή των εδαφικών στρωμάτων και η διάρρηξις αυτών, απελευθερώνει την σεισμικήν ενέργεια, που μεταδίδεται με σεισμικό κύμα. 

 

ΜΕΓΕΘΟΣ ΤΩΝ ΣΕΙΣΜΩΝ 

 

Από εδώ είναι που αρχίζουν οι παρανοήσεις και η φρικτή παραπληροφόρησις της Richterομανίας. Θυμάμαι κάποτε πελάτη μου, να μου ζητά να του υπολογίσω την οικία του να αντέχει 9R. 

 

– Μά όλα τα υπολόγισα, για να αντέχουν 9R και αποδεδειγμένως άντεξαν! του απήντησα. 

– Πώς απεδείχθη; με ρωτά έκπληκτος. 

– Τόσοι σεισμοί άνω των 9R έγιναν στην Λατινική Αμερική και καμμία κατασκευή μου δεν έπαθε το παραμικρό! είπα… 

 

ΠΡΟΣΕΞΤΕ: Ο βαθμός Richter του σεισμού απλώς δείχνει την εκλυομένη ενέργεια στην εστία του σεισμού (εστία σεισμού: το σημείον στο υπέδαφος, που έγινε η διάρρηξις των πετρωμάτων – μπορεί να είναι πολύ βαθιά αλλά και αρκετά κοντά στο επίκεντρο : το σημείον της επιφανείας της γης άνωθεν της εστίας). 

 

(Σημειώνω ότι ο βαθμός Richter είναι λογαριθμικός. Για τους μη γνώστες των μαθηματικών σημαίνει ότι ο σεισμός 9R εκλύει δεκαπλάσια ποσότητα ενεργείας από τον 8R, ο 8R δεκαπλάσια από τον 7R και κάθε βαθμός δεκαπλάσια από τον κατώτερό του βαθμό.) 

 

Συνεπώς όσο μακρύτερα είναι η εστία του σεισμού, τόσο “διαχέεται” (~μοιράζεται) η ενέργεια σε μεγαλύτερο πεδίο και φθάνει εξασθενημένη στο σημείον ενδιαφέροντος. Το πλέον 

χαρακτηριστικόν παράδειγμα είναι οι σχετικώς ήπιοι σεισμοί μεγάλου εστιακού βάθους, ενώ οι επιφανειακοί είναι πολύ καταστροφικοί. 

 

Είναι πολύ σημαντική η κατανόησις ότι η αντοχή των πετρωμάτων είναι αποκλειστικώς καθοριστική για το μέγεθος του σεισμού. Ένα πολύ ανθεκτικό πέτρωμα (πχ. γρανιτικό) θα χρειαστεί να συγκεντώσει τεραστία ενέργεια παραμορφώσεως για να διαρρηχθεί και συνεπώς η εκλυομένη ενέργεια θα είναι αναλόγως τεραστία. Γι αυτό και παρατηρούμε σεισμούς άνω των 8R σε περιοχές με τέτοιου είδους πετρώματα. Αντιθέτως περιοχές, όπως η Ελληνική επικράτεια, όπου κυριαρχούν τα ασβεστολιθικά πετρώματα, δεν μπορούν να έχουν σεισμούς τάξεως άνω των 7R (μην δέσετε απολύτως το νούμερο 7, μπορεί να είναι 7,1 ή 7,2 ή και 6,8 – τάξιν μεγέθους ανέφερα). 

 

ΑΦΟΥ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΔΕΝ ΠΑΙΖΕΙ ΡΟΛΟΝ, ΠΟΙΟ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΚΑΘΟΡΙΣΤΙΚΟ; 

 

Με το θέμα των σεισμών, γενικώς ασχολούνται δυο κατηγορίες επιστημόνων : 

α) σεισμολόγοι, για την καταγραφήν των σεισμών και την πρόβλεψιν (;;;) αυτών και 

β) πολιτικοί μηχανικοί (ειδικότητος αντισεισμικού σχεδιασμού κατασκευών), οι οποίοι αντλούν στοιχεία από την σεισμικήν εμπειρίαν και φροντίζουν ώστε ο περαιτέρω αντισεισμικός σχεδιασμός ή και η επισκευή-ενίσχυσις υπαρχόντων κτιρίων, να αντέξει παρομοία σεισμική φόρτισιν. 

 

Ας δούμε τους πρώτους: 

 

Προσδιορίζουν την εστία του σεισμού (συνεπώς και το επίκεντρον, υπολογίζουν προσεγγιστικώς το μέγεθος (παρατηρήστε αποκλίσεις μεταξύ σεισμολογικών ινστιτούτων), μετρούν την διάρκεια του σεισμού και καταγράφουν την επιτάχυνσιν του σεισμού (επιταχυνσιογραφήματα). Πέραν αυτών εκτιμούν αν είναι προσεισμός ή κύριος σεισμός και προβλέπουν (καλύτερα προφητεύουν) την μελλοντική σεισμική ακολουθία και εξέλιξιν του σεισμικού ρήγματος. Όλα αυτά μόνο για τεκτονικούς σεισμούς. 

 

Οι δεύτεροι (πολιτικοί μηχανικοί) λειτουργούν σε δύο ομάδες: 

Η πρώτη συνομοταξία είναι οι “νομοθέτες”, αυτοί δηλαδή, που εκτιμώντας τις κτιριακές βλάβες ενός σεισμού (και ασφαλώς σε σχέσιν με τις προϋπάρχουσες θεωρητικές μελέτες), θα συντάξουν ένα νέον αντισεισμικόν κανονισμόν, ώστε να μην επαναληφθούν τα ίδια καταστροφικά φαινόμενα. 

 

Η δευτέρα είναι οι μελετητές-επιβλέποντες των υποβαλομένων σε σεισμικές καταπονήσεις κτιριακών ή λοιπών κατασκευών (πχ. γέφυρες), που θα χρησιμοποιήσουν τα νομοθετήματα των προηγουμένων και με βάσιν αυτά να προβούν στην σύνταξιν μελετών νέων κατασκευών ή ενισχύσεων υπαρχόντων και θα επιβλέψουν την ορθή εφαρμογή των μελετηθέντων. 

 

Δεν ανέφερα ως τώρα ποιό είναι το καθοριστικό στοιχείο της αντισεισμικής προβλέψεως-μελέτης: 

ΜΟΝΟΝ ΕΝΑ, Η ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΙΣ ΤΟΥ ΣΕΙΣΜΟΥ. 

 

Στην σύνταξιν αντισεισμικού κανονισμού και μελετών ΔΕΝ ΛΑΜΒΑΝΕΤΑΙ ΠΟΥΘΕΝΑ ΥΠ’ΟΨΙΝ ΤΟ ΜΕΓΕΘΟΣ (Richter) ΚΑΙ Η ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΣΕΙΣΜΟΥ! Όχι από αμέλεια αλλά διότι δεν είναι υπολογιστικώς αξιοποιήσιμα. 

Άρα προς τι η παραφιλολογία σχετικά με τα Richter;

 

πηγή

 

ΔΥΝΑΜΙΣ – ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΙΣ – ΜΑΖΑ 

 

(όποιος δεν καταλάβει αυτήν την παράγραφο δεν πειράζει, δεν είναι κακό. Ας δει απλά την σύνοψιν. Αν έχει την διάθεσιν ας προσπαθήσει να κατανοήσει και όσο πάει. Προσπαθώ να χρησιμοποιήσω γνώσεις, που πιθανόν τις έχετε πρακτικά από αλλού) 

 

Λίγο να έχει κάποιος ασχοληθεί με αυτοκίνητο, γνωρίζει τι είναι η επιτάχυνσις, ο ρυθμός που μεταβάλλεται η ταχύτης. Αλλά και μάζα γνωρίζετε τί είναι και δύναμις. Το σεισμικό κύμα επιβάλλει στις κτιριακές κατασκευές μίαν επιτάχυνσιν (αυτήν, που καταγράφουν οι επιταχυνσιογράφοι (δείτε το δεξιό τμήμα της εικόνος του άρθρου). 

 

Με βάσιν το θεμελιώδες θεώρημα της Μηχανικής : Δύναμις = Μάζα x Επιτάχυνσις (F=m x γ), η επιτάχυνσις επιβάλλει σεισμική δύναμιν επί της κατασκευής, που είναι το γινόμενο της μάζας της κατασκευής επί την επιτάχυνσιν. Είναι αντιληπτόν ότι όσο μεγαλυτέρα είναι η μάζα της κατασκευής, τόσον ισχυροτέρα η επιβαλλομένη σεισμική δύναμις. Δια τούτο βλέπουμε κατασκευή ουρανοξυστών με χρήσιν μετάλλων (ελαφροτέρα κατασκευή έναντι κατασκευής από beton) ή ακόμα και “χάρτινα” σπίτια στην σεισμογενή Ιαπωνία. Ειρωνευόμενος το αχαρακτήριστο για το κλίμα “μηδενικόν αποτύπωμα άνθρακος”, τολμώ να πω ότι τα χάρτινα σπίτια (με σχεδόν μηδενική μάζα) έχουν “μηδενικόν αποτύπωμα σεισμού”. 

 

Σύνοψις: 

Η επιτάχυνσις του σεισμού καταγράφεται από τους επιταχυνσιογράφους.

Όσο μεγαλυτέρα η σεισμική επιτάχυνσις, τόσον ισχυροτέρα η σεισμική δύναμις.

Όσο βαρυτέρα η κατασκευή τόσον ισχυροτέρα η σεισμική δύναμις. 

 

ΠΩΣ ΑΞΙΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΟΙ ΣΕΙΣΜΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟΝ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΝ 

 

(ομοίως και εδώ, όποιος δεν κατανοεί ας μην στενοχωρηθεί, μπορεί να δει την σύνοψιν στο τέλος) 

 

Λαμβάνεται υπ’ όψιν η “μεγίστη” καταγραφείσα σεισμική επιτάχυνσις (το μεγίστη χωρεί μίαν συγκαταβατικότητα, δεν είναι θέμα αναλύσεως εδώ, οπότε ας το δεχθούμε έτσι) και μεταφέρεται το ποσοστόν της έναντι της επιταχύνσεως βαρύτητος (το γνωστό g) στον αντισεισμικόν υπολογισμόν, ως “σεισμικός συντελεστής”. 

 

Ας το ερμηνεύσω πολύ απλά: 

 

Πριν τον σεισμόν του 1981 (Αλκυονίδες νήσοι) στην Αττική υπήρχε σεισμικός συντελεστής 0,04 (4%). Προφανώς αυτό θεωρούσαν βάσει των σεισμικών καταγραφών και αυτό έδιναν ως εφαρμογή για τις αντισεισμικές μελέτες. Δεν θέλω να “βγάλω” την ουρά μου απ’ έξω, αλλά τότε δεν ήμουν “εκεί” (στα κέντρα αποφάσεων και εφαρμογής). 

 

Ο μελετητής μηχανικός υποχρεούτο, βάσει του τότε ισχύοντος Αντισεισμικού Κανονισμού, να φορτίσει την μελετουμένη κατασκευή με οριζοντία δύναμιν ίσην με το 4% (=σεισμικός συντελεστής) του βάρους της κατασκευής. Αυτό ήταν το μοντέλο εξομοιώσεως της κατασκευής έναντι του σεισμού. 

 

Μετά τον σεισμόν του 1981 ο “σεισμικός συντελεστής” τετραπλασιάσθηκε από 4% σε 16% στην Αττική. Αντίστοιχες μεταβολές έγιναν σε όλη την Ελλάδα, που ήταν χωρισμένη σε τρεις ζώνες σεισμικής επικινδυνότητος, με σεισμικούς συντελεστές 16%, 24% και 36%. 

 

Σύνοψις: (απλοποιημένα) Η μεγίστη καταγραφομένη σεισμική επιτάχυνσις, ως ποσοστόν του g, δίνεται κατά περιοχήν ως “σεισμικός συντελεστής”.

 

Η κάθε κτιριακή (ή μη) κατασκευή μελετάται να αντέχει (εκτός του βάρους και των λοιπών φορτίων της) επιπλέον οριζοντία δύναμιν ίση με το βάρος της επί τον σεισμικόν συντελεστήν.

 

Στην Αττική μετά το 1981 (εξ αιτίας των καταγραφών του τότε σεισμού) ο σεισμικός συντελεστής αυξήθηκε από 4% σε 16% (αντιστοίχως σε όλη την Ελλάδα). 

 

ΓΕΝΙΚΑΙ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ ΠΕΡΙ ΕΞΕΛΙΞΕΩΣ ΤΟΥ ΑΝΤΙΣΕΙΣΜΙΚΟΥ ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΥ 

 

Παρά όποιες θεωρητικές μελέτες ή εργαστηριακές παρατηρήσεις και πειράματα, την κυρίαν αλλαγή του αντισεισμικού κανονισμού ΕΠΙΒΑΛΛΟΥΝ τα καταστροφικά αποτελέσματα των σεισμών. Αυτή η παρατήρησις ασφαλώς δεν είναι καθόλου κολακευτική, διότι αναιρεί τον επιστημονικόν χαρακτήρα των ασχολουμένων με το θέμα και τους αναδεικνύει στην πράξιν εμπειροτέχνες. 

 

Για να το πω πλέον “χοντρά”, μετά κάθε σεισμόν, αφού καταμετρήσουμε θύματα και κατεστραμμένες κατασκευές, λέμε : “Αααα, αυτό δεν το μελετούσαμε και κατασκευάζαμε σωστά, πρέπει έτσι να το μελετάμε και υλοποιούμε πλέον”. Αν σας φέρνει κάποιους συνειρμούς στον νου… 

 

Ασφαλώς οι μελετητές πολιτικοί μηχανικοί (όπως ο υποφαινόμενος) δεν έχουν δικά τους ερευνητικά κέντρα, ώστε να είναι πλέον ακριβείς από τα κρατικώς θεσπισμένα όργανα συντάξεως κανονισμών. Πέραν της τηρήσεως των ισχυόντων κανονισμών, το μόνον που μπορούν να προσθέσουν είναι η χρήσις μεγαλυτέρου σεισμικού συντελεστού (ασφαλώς με σημαντικήν επιβάρυνσιν κόστους) αλλά και κάποια άλλα προσθετικά στοιχεία στην φέρουσα κατασκευή, ικανά να βελτιώσουν την αντισεισμική συμπεριφορά της. Κάποια είναι δυνατά και με μηδενικήν αύξησιν κόστους για να μην πω ότι έχω επιτύχει και βελτίωσιν της αντισεισμικότητος με ελαφρώς μειωμένο κοστολόγιον! 

 

Το δράμα της καταστάσεως είναι ότι οι συντάκτες των αντισεισμικών (και όχι μόνον) κανονισμών είναι άτομα, που στην πλειψηφία τους έχουν άγνοια κατασκευών, δεν έχουν “μυρίσει” καν εργοτάξιο, δεν έχουν έρθει σε επαφή με τη “μαστοράντζα” αλλά είναι τα αγαπημένα παιδιά της εκάστοτε πολιτικής ηγεσίας, χαρτογιακάδες, αδρώς αμειβόμενα να αλλάξουν τους κανονισμούς αφού η ΕΚΑΒ έχει ανασύρει τους νεκρούς από τα συντρίμμια. 

 

Αλλά μήπως δεν ισχύει στα πάντα εν Ελλάδι; (τί αποδεικνύεται πλέον με την υπόθεσιν του κορωνοϊού;) 

 

Θυμάμαι πάντοτε τον αείμνηστον πατέρα μου (επίσης πολιτικόν μηχανικόν Ε.Μ.Π.) να μου λέει, πριν εισαχθώ στο Πολυτεχνείο : “θα δεις ακόμα και καθηγητές, να μην έχουν χτίσει ένα κοτέτσι στη ζωή τους”. Ασφαλώς αυτές οι παρατηρήσεις δεν είναι καθολικές αλλά αφορούν πολλούς, πάρα πολλούς.

 

πηγή