Μηχανισμοί που μετατρέπουν κτίρια σε… φρούρια – 5 τρόποι να μην επαναληφθεί ποτέ η τραγωδία στο Νεπάλ [εικόνες]

 

beichuan94


Ο τεράστιος, σαρωτικός σεισμός στο Νεπάλ ήρθε μέσω των καταστροφικών του επιπτώσεων να υπενθυμίσει πόσο απρόβλεπτος και επικίνδυνος είναι ο ίδιος μας ο πλανήτης. Κατά πόσο μπορεί ο άνθρωπος να αντιμετωπίσει από ένα τόσο ισχυρό φυσικό φαινόμενο;

Μετά από εκατοντάδες σεισμούς μέσα στους αιώνες όμως, μετά από χιλιάδες κτίρια που κατέρρευσαν λες και ήταν… πύργοι από άμμο, οι επιστήμονες έχουν πλέον βρει κατάλληλους τρόπους για να τα προφυλάσσουν. Αντισεισμικές τεχνικές που αν εφαρμόζονταν σε όλα τα κτίρια, τότε αντί το Νεπάλ να είχε ισοπεδωθεί, αντί να είχε βυθιστεί στο πένθος για τους χιλιάδες νεκρούς, θα καταμετρούσε απλώς τις υλικές ζημιές που προκλήθηκαν.

1. Τα ενισχυμένα θεμέλια και το σύστημα ανύψωσης του κτιρίου

Μια από τις απλούστερες αντισεισμικές μεθόδους, που ενισχύει τα θεμέλια με υλικά ικανά να περιορίσουν σημαντικά την κίνηση του κτιρίου που βρίσκεται πάνω από το έδαφος. Ανάμεσα στα θεμέλια και στο κύριο κτίσμα, τοποθετούνται στηρίγματα από μόλυβδο, τα οποία περιέχουν έναν στερεό πυρήνα μολύβδου, τυλιγμένο σε εναλλασσόμενες στρώσεις από καουτσούκ και χάλυβα.

Τα στηρίγματα ενώνονται ισχυρά με το κτίριο, με αποτέλεσμα να το προφυλάσσουν από έντονα ταρακουνήματα. Την ώρα που τα θεμέλια κουνιούνται από τις σεισμικές δονήσεις, το υπόλοιπο κτίριο παραμένει σχετικά σταθερό. Πλέον αυτή η τεχνική έχει ανέβει πολλά επίπεδα παραπάνω. Με ειδικούς αισθητήρες κίνησης που αντιλαμβάνονται άμεσα μια σεισμική δόνηση, ένα κτίριο μπορεί να είναι εφοδιασμένο με αεροσυμπιεστές ικανούς να το ανυψώσουν κατά 2-3 εκατοστά για όση διάρκεια κρατήσει ο σεισμός. Τα θεμέλια κουνιούνται, όμως το κτίριο δεν πλήττεται από την επίδραση των δονήσεων. Οταν ο σεισμός σταματήσει, ο αέρας απελευθερώνεται και το κτίριο επιστρέφει στην φυσιολογική του θέση.

2. Ειδικά αμορτισέρ σε κάθε όροφο του κτιρίου

Η χρήση των αμορτισέρ είναι ήδη γνωστή από τα αυτοκίνητα. Σε ένα κτίριο όμως, η λειτουργία τους είναι αρκετά διαφορετική. Τοποθετούνται σε κάθε όροφο, στις κολόνες και στους δοκούς, με στόχο να περιορίσουν τις δονήσεις που δέχεται κατά την διάρκεια του σεισμού.

Οι νέες τεχνικές, επιτρέπουν στα αμορτισέρ να μετατρέπουν όλο και περισσότερη κινητική ενέργεια σε θερμική, μειώνοντας αποτελεσματικότερα τις αναταράξεις. Μέσα στα αμορτισέρ που τοποθετούνται στα κρίσιμα σημεία βρίσκεται ένας κύλινδρος γεμάτος έλαιο σιλικόνης. Με τον συγκεκριμένο τρόπο, οι κινήσεις του κτιρίου ελαττώνονται αισθητά, αφού το μεγαλύτερο μέρος της κινητικής ενέργειας που προκαλείται από τον σεισμό, μετατρέπεται σε θερμική.

3. Αντισεισμικές ασφάλειες που αντικαθιστώνται μετά από τον σεισμό

Η ιδέα αυτή ήρθε στο μυαλό των επιστημόνων από τον… κόσμο του ηλεκτρισμού. Οπως μια ασφάλεια ενεργοποιείται όταν η ένταση του ρεύματος υπερβεί συγκεκριμένα όρια, χαμηλώνοντας την ροή του και αποτρέποντας ενδεχόμενη υπερθέρμανση ή και πυρκαγιά, έτσι και η αντισεισμική ασφάλεια έχει την ικανότητα να προσαρμόζεται ανάλογα με την περίσταση.

Στο σύστημα που ονομάζεται «controlled rocking system» ο σκελετός του κτιρίου αλλά και σημαντικά του σημεία όπως οι βάσεις κάθε κολόνας, έχουν μεγάλη ελαστικότητα, ικανή να μεταβάλλεται σε επικίνδυνες καταστάσεις. Προγραμματισμένες να λειτουργούν κατάλληλα όταν ο σεισμός ξεκινήσει, με κάποια σημεία να «σκληραίνουν» και άλλα να «μαλακώνουν», κάνουν το κτίριο πολύ πιο ανθεκτικό στις δονήσεις. Η αντικατάσταση τους μετά από ένα σεισμό είναι ιδιαίτερα εύκολη.

 

4. Το FRP που εφοδιάζει παλιά κτίρια, κάνοντας τα ανθεκτικά σε δονήσεις

Σε ένα καινούργιο κτίριο τα αντισεισμικά συστήματα είναι, ή θα έπρεπε να θεωρούνται, δεδομένα. Τι συμβαίνει όμως σε παλαιότερα κτίρια που χρειάζονται ενίσχυση; Με το σύστημα Fiber-reinforced plastic wrap, η βελτίωση την σεισμικής συμπεριφοράς του κτιρίου βελτιώνεται σημαντικά, χωρίς να χρειαστεί η παραμικρή κατεδάφιση.

Ινες άνθρακα «δεμένες» με πολυμερή όπως πολυεστέρες ή εποξική, δημιουργούν ένα πολύ ελαφρύ αλλά ταυτόχρονα πανίσχυρο μείγμα. Αυτό το πλέγμα τυλίγεται γύρω από τα σημαντικότερα σημεία του κτιρίου, όπως οι κολόνες. Η διαδικασία αυτή μπορεί να επαναληφθεί αρκετές φορές για να ενισχυθεί αρκετά το κτίριο, όμως του προσφέρει ένα ικανοποιητικό αντισεισμικό σύστημα.

5. Τα βιοϋλικά που μπορούν να… μηδενίσουν τους σεισμούς

Την ώρα που οι επιστήμονες αναζητούν τις καταλληλότερες τεχνικές ώστε να βελτιώσουν τα σύγχρονα κτίρια, το μυστικό φαίνεται πως κρύβεται στην ίδια την φύση. Η έμπνευση για τους ειδικούς ήρθε μέσα από το ζωικό βασίλειο και πιο συγκεκριμένα από τα μύδια και τα μαλάκια.

Για να μπορούν να κολλάνε πάνω στα βράχια του βυθού, τα μύδια εκκρίνουν κολλώδεις ίνες. Κάποιες από αυτές είναι σκληρές και άκαμπτες, ενώ άλλες είναι αρκετά ελαστικές. Οταν ένα κύμα χτυπάει το μύδι, αυτό μένει πάνω στον βράχο λόγω των ελαστικών ινών του. Η σταθερότητα των μαλάκιων πάνω στους βράχους είναι πραγματικά εντυπωσιακή. Αν ένα κτίριο παρουσίαζε αντίστοιχη σταθερότητα σε σεισμούς, τότε δεν θα πάθαινε απολύτως τίποτα. Οι επιστήμονες μελετούν έντονα την σύσταση των συγκεκριμένων ινών, με στόχο να μπορέσουν να δημιουργήσουν αντίστοιχα υλικά για τα μελλοντικά κτίρια.