| ΤΑΥΤΟΤΗΤΑ | ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ | ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ |




Φυσικά φαινόμενα, πυρηνικοί αντιδραστήρες και αντισεισμικές κατασκευές

Δημοσίευση: 05-04-2011 - Στήλη: ΦΑΚΕΛΟΣ - Φύλλο:174




Το εξελισσόμενο πυρηνικό ατύχημα  στη Fukushima της Ιαπωνίας και συνακόλουθες σκέψεις


Tου καθηγητή Σ. Ε. Σιμόπουλου *


Η 60χρονη ιστορία της πυρηνικής ηλεκτροπαραγωγής έχει δώσει μέχρι σήμερα 4 μεγάλα πυρηνικά ατυχήματα:

  • 1957, Windscale – Αγγλία, Κλίμακα INES 5. Οι Πυρηνικοί Αντιδραστήρες στο Windscale, Γραφίτη – Φυσικού Ουρανίου – Αεριόψυκτοι, χρησιμοποιούντο για την παραγωγή πλουτωνίου. Εκταση 500km2 γύρω από την εγκατάσταση ρυπάνθηκε και απαγορεύτηκε εξαιτίας I-131 το γάλα από τις Αρχές. Εργαζόμενος εκτέθηκε σε δόση 46 mSv, (ετήσια δόση φυσικού υποστρώματος 2 mSv). Φαίνεται ότι οι μεταγενέστερες επιπτώσεις ήταν σοβαρότερες εκείνων που εκτιμήθηκαν αρχικά.
  • 1979, Three Mile Island – Η.Π.Α., Κλίμακα INES 5. Ο Πυρηνοηλεκτρικός Σταθμός (ΠΗΣ) με αντιδραστήρα τύπου PWR (πεπιεσμένου ύδατος), 907 MWe, βρίσκεται κοντά στο Harrisburg, Pennsylvania. Την ημέρα του ατυχήματος, 28-03-79, λειτουργούσε περίπου για 1 έτος. Παρά τη σοβαρότητα του ατυχήματος, τήξη περί του 1/3 του πυρήνα, η διαρροή ραδιενέργειας – λόγω περιβλήματος – ήταν πολύ περιορισμένη, περίπου ίση με το 1/40000 αυτής στο Chernobyl και 1/400 αυτής στο Windscale.
  • 1986, Chernobyl – Μονάδα 4 – Ουκρανία, Κλίμακα INES 7. ΠΗΣ με 4 ΠΑΙ (Πυρηνικοί Αντιδραστήρες Ισχύος 1-2-3-4) τύπου RBMK (ζέοντος ύδατος – γραφίτη)  χωρίς περίβλημα, ισχύος 1000 MWe ο καθένας. Χρονολoγίες θέσης σε λειτουργία: ΠΑΙ-1 το 1977, ΠΑΙ-2 το 1978, ΠΑΙ-3 το 1981 και ΠΑΙ-4 το 1983 . Ο τελευταίος  αστόχησε και καταστράφηκε εντελώς με συνέπεια το μεγαλύτερο ατύχημα στην ιστορία της Πυρηνικής Ηλεκτροπαραγωγής. Σήμερα, ο ΠΗΣ έχει διακόψει τη λειτουργία του.
  • 2011, Fukushima-I –Μονάδες 1-4 (?) – Ιαπωνία, Κλίμακα INES 5 (?). Το ατύχημα βρίσκεται σήμερα (27-03-11) σε εξέλιξη και προφανώς δεν μπορούν ακόμη να συνοψισθούν τελικά συμπεράσματα.

 

Το τελευταίο ατύχημα στη Fukushima-I ξεκίνησε από τον σεισμό των 9R στις 11.03.2010, ενώ ακολούθησε τσουνάμι ύψους 10-14 μέτρων. Οι αντιδραστήρες τύπου BWR (ζέοντος ύδατος), 2ης γενιάς, σχεδιοκατασκευής της δεκαετίας του 60, ο πρώτος-παλαιότερος τέθηκε σε λειτουργία το 1971 και πρόσφατα αδειοδοτήθηκε για 10 ακόμη χρόνια. Μολονότι η σχεδίαση ήταν για σεισμό 8R οι αντιδραστήρες ανταποκρίθηκαν ικανοποιητικά στον σεισμό, όπως το σύνολο των 55 αντιδραστήρων στην Ιαπωνία, και άρχισε αμέσως η διαδικασία έκτακτης σβέσης, η οποία υπό κανονικές συνθήκες απαιτεί συνεχή κυκλοφορία του ψυκτικού μέσου για ένα διάστημα τουλάχιστον 7-8 ημερών. Όμως, το τσουνάμι που ακολούθησε βρήκε εντελώς ευάλωτους τους υπόψη αντιδραστήρες, μιας και είχε περίπου διπλάσιο ύψος από το ύψος σχεδιασμού των 6.5 μέτρων. Πέραν αυτού, το εθνικό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας της Ιαπωνίας, το οποίο θα έπρεπε να παρέχει ηλεκτρική ισχύ στο σταθμό, είχε αστοχήσει, ενώ παράλληλα οι – καλώς ή κακώς – εκτεθειμένες στο τσουνάμι τοπικές γεννήτριες ηλεκτρικής ισχύος αυτονόητα αστόχησαν, με αποτέλεσμα ηλεκτρικό blackout, το οποίο άρχισε με αργά βήματα να αποκαθίσταται σταδιακά περίπου μια εβδομάδα αργότερα. Δηλαδή, για μια περίπου εβδομάδα ο σταθμός παρέμεινε χωρίς ισχύ. Αποτέλεσμα ήταν οι αντιδραστήρες να μείνουν χωρίς εφεδρική ψύξη για αρκετό διάστημα – με λύση ανάγκης τον αυτοσχεδιασμό της εξωτερικής ψύξης με θαλασσινό νερό το οποίο εκτόξευαν πυροσβεστικές αντλίες και τα ραδιενεργά λύματα να επανέρχονται πιθανότατα στη θάλασσα – και σίγουρα να έχει επακολουθήσει μερική τήξη των ράβδων του πυρηνικού καυσίμου στα δοχεία πιέσεως για ένα από τα οποία πιθανολογείται ότι μπορεί να έχει μικρή διαρροή. Αρα, η πρώτη συνιστώσα της αστοχίας ήταν το μέγεθος σχεδιασμού ως προς το ύψος του αναμενόμενου τσουνάμι. Η δεύτερη συνιστώσα οφείλεται στην παλαιότητα της σχεδιοκατασκευής, η οποία ήθελε την τοποθέτηση της δεξαμενής προσωρινής αποθήκευσης του εξαντλημένου πυρηνικού καυσίμου πολύ ψηλά μέσα στο κτήριο του αντιδραστήρα, στο "πατάρι", ώστε να βρίσκεται κοντά στο καπάκι του δοχείου του αντιδραστήρα, από όπου βγαίνουν τα εξαντλημένα στοιχεία του πυρηνικού καυσίμου, προκειμένου να αποψυχθούν από θερμικής και ραδιενεργού πλευράς, για ένα διάστημα 6 – 18 μηνών. Φαίνεται ότι η ρομποτική και τα μέσα αυτομάτου ελέγχου της εποχής δεν επέτρεπαν πλέον ασφαλείς λύσεις με τη δεξαμενή σε επίπεδο "0". Φαίνεται ότι το νερό στις δεξαμενές άρχισε να βράζει, αφού δεν κυκλοφορούσε, και απεκάλυψε τα στοιχεία τα οποία άρχισαν να ακτινοβολούν, με αποτέλεσμα η προσέγγιση στην περιοχή να γίνεται προβληματική. Παράπλευρη απώλεια ήταν η αντίδραση νερού – ζιρκονίου του περιβλήματος του πυρηνικού καυσίμου, η οποία συμβαίνει σε υψηλές θερμοκρασίες και η συνακόλουθη παραγωγή αερίου υδρογόνου, η οποία προκάλεσε εκρήξεις στις κατασκευές με απρόβλεπτες βλάβες και συνέπειες, όπως πχ. η δημιουργία του πρώτου ραδιενεργού νέφους από κυρίως Ι-131 το οποίο ταξίδεψε μέχρι την Ευρώπη, μετά από 8-10 ημέρες, εξαιρετικά όμως εξασθενημένο (http://nuclear.ntua.gr/arcas/).

 

Η πληροφόρηση από το Fukushima-I υπήρξε φειδωλή, αποσπασματική, ελλειμματική, κάτι που πολύ αργά παραδέχτηκαν και οι αρμόδιες αρχές της Ιαπωνίας. Προσπαθούμε ακόμη να συνθέσουμε το παζλ. Όπως από την αρχή κάναμε, διατηρούμε ακόμη πολύ επιφυλακτική θέση ως προς την εξέλιξη, η οποία θέλει πολύ υπομονή μέχρι να περάσει από το στάδιο της "κρίσιμης σταθερότητας" στην οποία βρίσκεται σήμερα (27-03-11) σε κατάσταση ύφεσης. Σε αυτό αναμένεται να βοηθήσει πολύ η αποκατάσταση της ηλεκτρικής παροχής στις μονάδες, η οποία ήδη επιτυγχάνεται.

 

Ως προς τις συνέπειες του ατυχήματος στο περιβάλλον, στην παρούσα τουλάχιστον φάση: Η ζώνη των 30 km έχει εκκενωθεί και θα πρέπει τουλάχιστον προς το παρόν να αποκλεισθεί εντελώς η χρησιμοποίηση προϊόντων από αυτήν. Μετά την ολοκλήρωση της αντιμετώπισης του ατυχήματος θα πρέπει να χαρτογραφηθεί η κατάσταση του εδάφους, η ρύπανση κατά τις πληροφορίες φαίνεται να είναι δεκάδες φορές χαμηλότερη από εκείνη στην αντίστοιχη έκταση στο Chernobyl και να ληφθούν ανάλογα μέτρα. Στο έδαφος και τη θάλασσα, όπου ήδη ο Διεθνής Οργανισμός Ατομικής Ενέργειας πραγματοποιεί συστηματικές μετρήσεις, θα πρέπει να διερευνηθεί αν πέρα του Ι-131 το ο οποίο έχει μικρό χρόνο ημιζωής της τάξης των 8 ημερών και θα "εξαφανισθεί" σε περίπου 1 μήνα, υπάρχουν και άλλα ισότοπα, όπως πχ. Cs-137 ή υπερουράνια στοιχεία και σε ποιες συγκεντρώσεις. Τα εισαγόμενα από την Ιαπωνία προϊόντα σε άλλες χώρες θα πρέπει να ελέγχονται για μεγάλο διάστημα συστηματικά. Στη χώρα μας τα προϊόντα αυτά εισάγονται συσκευασμένα και είναι εύκολο να ελεγχθούν, πέραν του ότι δεν είναι προϊόντα καθημερινής διατροφής.

"Τα κράτη δεν θα πρέπει να παραδίδουν άκριτα την εκμετάλλευση της πυρηνικής ενέργειας στους ιδιώτες. Οι λαοί θα πρέπει να προχωρούν με περίσκεψη στο ενεργειακό τους μείγμα"

Τα 4 πιο πάνω πυρηνικά ατυχήματα έγιναν σε 4 διαφορετικές χώρες σε  4 διαφορετικούς τύπους αντιδραστήρων και ασφαλώς θα πρέπει να αξιοποιηθούν στο έπακρο για την άντληση συμπερασμάτων για ασφαλέστερες κατασκευές. Οι πυρηνοηλεκτρικοί σταθμοί που κατασκευάζονται σήμερα και είναι εμπορικά διαθέσιμοι βρίσκονται σε μια φάση μετεξέλιξης από τη λεγομένη 2η γενιά των δεκαετιών 60, 70, 80 προς την λεγομένη 4η γενιά, οι αντιδραστήρες της οποίας  αναμένεται να είναι εμπορικά διαθέσιμοι στα μέσα της δεκαετίας του 2020. Θα μπορούσε λοιπόν να πει κανείς ότι οι σημερινοί αντιδραστήρες της άτυπα χαρακτηριζόμενης ως 3ης  γενιάς, εξακολουθούν να σχέδιο-κατασκευάζονται με τα βασικά φυσικά και τεχνικά χαρακτηριστικά των αντιδραστήρων της 2ης γενιάς, από τους οποίους παράγεται σήμερα πρακτικά το σύνολο της παγκόσμια παραγόμενης πυρηνοηλεκτρικής ενέργειας. Οι αντιδραστήρες της 4ης γενιάς, οι οποίοι ήδη σχεδιάζονται στο πλαίσιο μιας διεθνούς προσπάθειας η οποία φέρει την ονομασία GIF Forum, έχουν αναβαθμισμένη ενδογενή-παθητική ασφάλεια, περιορισμένες ανάγκες ανεφοδιασμού σε πυρηνικό καύσιμο με θετικές συνακόλουθες συνέπειες ως προς τη διάρκεια ζωής της εγκατάστασης και τις ανάγκες αποθήκευσης πυρηνικών αποβλήτων και καταλοίπων, και δυνατότητες μεγάλης ευελιξίας ως προς την ονομαστική ισχύ του σταθμού. Σε κάθε περίπτωση είναι αποκλειστικό προνόμιο κάθε χώρας να καθορίζει το ενεργειακό της μείγμα, είναι όμως υποχρέωσή της να συμμορφώνεται στους διεθνείς κανονισμούς ως προς τη λειτουργία των εργοστασίων της, ιδιαίτερα των πυρηνοηλεκτρικών, και να σταθμίζει ιδιαίτερα το γεγονός ότι η προστασία του περιβάλλοντος δεν έχει σύνορα. Τα κράτη δεν θα πρέπει να παραδίδουν άκριτα την εκμετάλλευση της πυρηνικής ενέργειας στους ιδιώτες. Οι λαοί θα πρέπει να προχωρούν με περίσκεψη στο ενεργειακό τους μείγμα, ιδιαίτερα ως προς τα θέματα της εισαγωγής και διείσδυσης των Α.Π.Ε. και της εξοικονόμησης της ενέργειας. Οι μνήμες από τις συνέπειες του πυρηνικού ατυχήματος στο Chernobyl το 1986 είναι – ακόμη και στη χώρα μας – νωπές. Εγιναν από τότε πολλές επιστημονικές εργασίες οι οποίες αναδεικνύουν τις τραγικές συνέπειες στο οικοσύστημα από το μεγαλύτερο πιστευτό ατύχημα στον χώρο της πυρηνικής ηλεκτροπαραγωγής. Μολονότι πυρηνοηλεκτρικές μονάδες σαν αυτή η οποία αστόχησε στο Chernobyl και σκόρπισε την καταστροφή γύρω της δεν λειτουργούν πουθενά πλέον στον κόσμο, οι συνθήκες ως προς την αποδοχή από την κοινωνία της πυρηνικής ηλεκτροπαραγωγής – ιδιαίτερα στη χώρα μας – είναι πρόδηλα αρνητικές και οι σχετικές συζητήσεις μονοσήμαντα οδηγούν σε αρνητικά συμπεράσματα.

 

Ας ευχηθούμε και ας ελπίσουμε το τελευταίο ατύχημα να αντιμετωπισθεί αποτελεσματικά σύντομα και με τις λιγότερες δυνατές συνέπειες και να είναι το τελευταίο. Αποτίουμε αυτονόητα τιμή στους ηρωικούς τεχνικούς και εργάτες της Fukushima-I.

 

* O Σ. Ε. Σιμόπουλος είναι Καθηγητής Πυρηνικής Τεχνολογίας και Πρύτανης  του Ε.Μ.Π.



H αρχή της εποχής των NaTech

Tου καθηγητή Eυθύμη Λέκκα *

Ο σεισμός μεγέθους 9.0 στη βορειοανατολική Ιαπωνία και τα θαλάσσια σεισμικά κύματα (tsunamis) που ακολούθησαν, αποτελούν αναμφισβήτητα φυσικά φαινόμενα παγκόσμιας κλίμακας. Φυσικά φαινόμενα τα οποία εξελίχθηκαν σε μεγάλες φυσικές καταστροφές με χιλιάδες θύματα, τεράστιες οικονομικές και κοινωνικές επιπτώσεις αλλά και πρωτόγνωρες επιπτώσεις στο περιβάλλον. Τα γεγονότα στην Ιαπωνία είναι ο τελευταίος κρίκος από μια σειρά μεγάλων φυσικών καταστροφών που έπληξαν τον πλανήτη μας τα τελευταία χρόνια.

 

Υπάρχει λοιπόν πράγματι μια αλματώδης αύξηση στα φυσικά φαινόμενα και στις επακόλουθες καταστροφές ή αυτό είναι απλά και μόνο μια εντύπωση η οποία οφείλεται κυρίως στην άμεση και σφαιρική πληροφόρηση μέσα από τα Μ.Μ.Ε. και το διαδίκτυο;

 

Η απάντηση είναι κατηγορηματική. Αύξηση στο ρυθμό εκδήλωσης των φυσικών φαινομένων δεν φαίνεται να υπάρχει. Τα φυσικά φαινόμενα έχουν σχεδόν σταθερό ρυθμό εκδήλωσης στα εκατομμύρια χρόνια που υφίσταται και εξελίσσεται ο πλανήτης μας, με μικρές μόνο διαφοροποιήσεις στις οποίες ο άνθρωπος έχει οριακή συμμετοχή.

 

Αντίθετα, υπάρχει εκθετική αύξηση στο αριθμό των φυσικών καταστροφών, δηλαδή στην επίδραση των φυσικών φαινομένων στον άνθρωπο και στα οικοδομήματά του, αύξηση η οποία πραγματικά μας εντυπωσιάζει και μας ανησυχεί, προκαλώντας την κινητοποίηση περιφερειακών και Διεθνών Οργανισμών με αμφίβολα όμως αποτελέσματα.

 

Οι επιπτώσεις του σεισμού και των θαλάσσιων σεισμικών κυμάτων (tsunamis) στο περιβάλλον και στα ανθρώπινα επιτεύγματα είναι τεράστιες και ακόμη δεν τις έχουμε συνειδητοποιήσει έστω κατά ελάχιστο.

Οι αλλαγές αφορούν:

α. Στην ρύπανση του εδάφους, του υπεδάφους και των υπογείων νερών της περιοχής για τα 25 επόμενα χρόνια τουλάχιστον, από τη μεταφορά, απόθεση τεράστιων υλικών και ρυπαντών βαριάς βιομηχανίας (αυτοκινητοβιομηχανίες, διυλιστήρια, χημικά εργοστάσια).

β. Η μορφολογία της περιοχής αλλάζει δραματικά με την αλλοίωση του τοπογραφικού αναγλύφου στην παράκτια περιοχή. Τεχνικά έργα και υποδομές θα πρέπει να επανασχεδιαστούν και να χωροθετηθούν εκ νέου.

γ. Τα παράκτια οικοσυστήματα έχουν καταστραφεί. Η αλυσίδα της ζωής, για να επανασυγκολληθεί ίσως περάσουν δεκαετίες με ό,τι αυτό συνεπάγεται, όχι μόνο για την πληγείσα περιοχή αλλά και για την ευρύτερη.

 

Δυστυχώς και οι δύο προηγούμενες δεκαετίες που ο Ο.Η.Ε. είχε κηρύξει ως δεκαετίες μείωσης των επιπτώσεων από φυσικές καταστροφές, μάλλον τελειώνουν άδοξα με τους στόχους να μην έχουν επιτευχθεί και με τις πιο μεγάλες φυσικές καταστροφές στο τέλος της εικοσαετίας (2010), που προκαλούν διάχυτη την ανησυχία για το μέλλον.

 

Στον αντίποδα, η χρήση της τεχνολογίας τις τελευταίες δεκαετίες, έχει εκτοξευθεί με προφανή οφέλη στη ζωή των κατοίκων του πλανήτη μας. Η χρήση όμως της τεχνολογίας ενέχει και σοβαρότατους κινδύνους, οι οποίοι μπορούν να εξελιχθούν σε τεχνολογικές καταστροφές με ανυπολόγιστες συνέπειες για τον άνθρωπο αλλά και το περιβάλλον. Είναι περιττό να αναφερθούν οι επιπτώσεις στο Μπομπάλ της Ινδίας από την έκρηξη σε εργοστάσιο της Union Carbide αλλά και οι τεράστιες επιπτώσεις από το ατύχημα στο πυρηνικό εργοστάσιο του Τσέρνομπιλ σε πανευρωπαϊκό επίπεδο.

"Το χειρότερο σενάριο ίσως δεν το έχουμε δει ακόμη και νομίζω ότι δεν μπορούμε να το δούμε. Απλά γιατί είναι πέρα από κάθε φαντασία"

Μέχρι πρότινος, οι φυσικές καταστροφές και οι τεχνολογικές καταστροφές ήταν σαφώς ανεξάρτητες και δεν υπήρχε σχεδόν καμία αλληλοεπίδραση. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990 όμως άρχισε να διαφαίνεται μια αμυδρή σχέση και επίδραση των φυσικών καταστροφικών φαινομένων πάνω στην ομαλή λειτουργία των τεχνολογικών υποδομών. Η καταστροφή αρχικά των δικτύων επικοινωνίας και στη συνέχεια η καταστροφή εργοστασιακών μονάδων άρχισε σιγά σιγά να γίνεται καθεστώς και μόνιμη διαπίστωση.

 

Ο σεισμός των 9.0 της 11ης Μαρτίου 2011 όμως στη βορειοανατολική Ιαπωνία και τα θαλάσσια σεισμικά κύματα, πέρα από το ότι αποτελούν δύο παγκόσμιας κλίμακας φυσικά γεγονότα, θα παραμείνουν στην ιστορία ως το πρώτο παγκοσμίων διαστάσεων NaTech: δηλαδή τεράστιες φυσικές καταστροφές (natural disasters) που προκαλούν ανυπολόγιστες τεχνολογικές καταστροφές (technology disasters). Tα NaTech έχουν δραματικές επιπτώσεις και κυρίως μας αναγκάζουν να αλλάξουμε νοοτροπία για τη διαχείριση του περιβαλλοντικού μέλλοντος του πλανήτη.

 

Όμως πέρα από τις επιπτώσεις από τον σεισμό και τα θαλάσσια σεισμικά κύματα εκεί που οι επιπτώσεις είναι τραγικές, είναι από την κυρίαρχη τεχνολογική καταστροφή που δεν είναι άλλη από την καταστροφή των πυρηνικών αντιδραστήρων και την απελευθέρωση ραδιενεργών υλικών στην ατμόσφαιρα. Το χειρότερο σενάριο ίσως δεν το έχουμε δει ακόμη και νομίζω ότι δεν μπορούμε να το δούμε. Απλά γιατί είναι πέρα από κάθε φαντασία.

 

* O Eυθύμης Λέκκας είναι Kαθηγητής Δυναμικής Tεκτονικής και Eφαρμοσμένης Γεωλογίας στο Eθνικό & Kαποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Αντιπρόεδρος στον Οργανισμό Αντισεισμικού Σχεδιασμού και Προστασίας


Αντισεισμικές κατασκευές και πυρηνικοί αντιδραστήρες με αφορμή την περίπτωση της Fukushima

 

Tου καθηγητή Π. Καρύδη *

 

Ο σεισμός Μ = 9.0 Richter της 11ης Μαρτίου στα ανοιχτά της Sendai προκαλεί δέος. Οι πληροφορίες που καταφθάνουν ακόμη και σήμερα, δέκα μέρες μετά τον όλεθρο, είναι τόσο πολλές και συγκλονιστικές, ώστε τα συναισθήματα που σε καταλαμβάνουν να σου κόβουν την ανάσα. Αυτή η ιστορία μου δημιούργησε το αίσθημα ότι οι επιστήμονες βρισκόμαστε σκαρφαλωμένοι στην απότομη γυμνή και ανεμοδαρμένη κορυφή ενός βουνού, στην οποία και μόνον είχαμε εστιάσει το βλέμμα, και τώρα, ρίχνοντας μια ματιά πίσω μας βλέπουμε το χάος και την αδυναμία να κατέβουμε στο ίσωμα, στην ηρεμία της επιστημονικής αφετηρίας μας.

 

Πώς όμως φθάσαμε μέχρις εδώ; Με μια φράση θα μπορούσα να πω ότι αυτό οφείλεται κυρίως στην αλαζονεία μας και στην υπερβολική πίεση για φρενήρη ανάπτυξη και άκρατο καταναλωτισμό.

 

Συγκεκριμένα, στο θέμα των αντισεισμικών κατασκευών, η πίεση για όσο το δυνατόν πιο γρήγορη παροχή υπολογιστικών μοντέλων και συναφών κανόνων  – προς εξυπηρέτηση της ραγδαία αναπτυσσόμενης κατασκευαστικής αγοράς – ανάγκασε μια σημαντική (αλλά καθοριστική για τη λήψη αποφάσεων) μερίδα σχετικών επιστημόνων να μη βρίσκουν απαραίτητο (ή να μην "προλαβαίνουν") να παρατηρήσουν σε βάθος τις επιπτώσεις των ποικιλόμορφων σεισμών πάνω στις κατασκευές. Επιπτώσεις των οποίων η γκάμα είναι τεράστια. Οι αποφάσεις λαμβάνονται μέσω επίπονης μεν εργασίας γραφείου αλλά χωρίς οι αποφασίζοντες να εντρυφήσουν βασανιστικά στη σχετική έρευνα πεδίου – οργώνοντας τις σεισμόπληκτες περιοχές του πλανήτη όπως κάνουν άλλοι επιστήμονες που όμως αποκλείονται από τα κέντρα αποφάσεων, καθότι εισηγούνται λιγότερο βιαστικά βήματα (επειδή απαιτείται δυσκολότερη και σε μεγαλύτερο βάθος έρευνα). Αναλύοντας μόνον τις αρκετά περιορισμένες καταγραφές των ισχυρών σεισμικών κινήσεων – και χωρίς την επί του πεδίου σφαιρική εποπτεία του αντισεισμικού προβλήματος – βγήκαν συμπεράσματα και στήθηκαν θεωρίες και υπολογιστικά μοντέλα τα οποία πράγματι ισχύουν μεν αλλά μόνον για το ένα σκέλος από τα δύο σκέλη του φαινομένου. Στη συνέχεια, η γνώση αυτού του είδους επεκτάθηκε, μεταφυτεύτηκε και αναπαράχθηκε. Ιδού οι παραδοχές, ιδού η σχετική θεωρία, ιδού οι κανονισμοί, ιδού τα μοντέλα, ιδού οι λύσεις, ιδού και οι κατασκευές. Η νέα γενιά των επιστημόνων που έμαθε να στηρίζεται σε αυτή τη λογική θεώρησε ότι λειτουργώντας με τα εν λόγω μοντέλα και με τη χρήση των έτοιμων προγραμμάτων των Η/Υ, όλα τα προβλήματα, πλέον, μπορούσαν να λυθούν οπότε η αλαζονεία μαζί με την ακόρεστη επιθυμία για "πρόοδο" πολλαπλασιάστηκαν. Φτάσαμε μάλιστα μέχρι του σημείου να μη γίνεται καν πιστευτή η συστηματική ανάπτυξη της παρατήρησης του φυσικού φαινομένου, παρ ότι ορισμένοι εξ ημών επιμέναμε να την αναλύουμε επιμόνως και τεκμηριωμένα. Οδηγηθήκαμε στη δυσάρεστη θέση τα εξ αυτών των παρατηρήσεων (επί του πεδίου) προκύπτοντα πρόδηλα συμπεράσματα να αμφισβητούνται έναντι των αναλυτικών μοντέλων και των συναφών υπολογιστικών συμπερασμάτων.

 

Έλα όμως που μόνον η φύση καθορίζει τους νόμους της, και εμείς – αν θέλουμε βέβαια να στήσουμε κάτι που να αντέχει στον χρόνο – οφείλουμε να την σπουδάζουμε επί πολλά έτη επίπονα και βασανιστικά, να μελετάμε τους νόμους της και τη συμπεριφορά της επί του πεδίου – εκεί που γίνονται οι σεισμοί – και ύστερα τα μοντέλα μας να τους ακολουθούν. Τα πρωθύστερα σχήματα είναι βιαστικά και η φύση εκδικείται όταν παραβλέπονται οι κανόνες της.

 

Για την ιστορία του πράγματος ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή. Το εν λόγω θέμα ξεκίνησε το 1940, όταν ο τότε διευθυντής των σεισμολογικών σταθμών της U.S.G.S, Πολιτικός Μηχανικός W. Cloud εγκατέστησε στο El Centro της Καλιφόρνιας ένα από τα λίγα διατιθέμενα τότε όργανα καταγραφής ισχυρών σεισμικών δονήσεων. Μετά από λίγες μέρες – όπως μου διηγήθηκε ο ίδιος – έτυχε και έγινε ο μεγάλος σεισμός του Imperial Valley, M = 7.0R, το Μάιο του 1940. Η υποκεντρική απόσταση ήταν περί τα 16,0 (km) και το εστιακό βάθος περί τα 9,0 (km). Οι μέγιστες καταγραφείσες επιταχύνσεις ήταν οριζόντια 0,33(g) και κατακόρυφη 0,22(g). Ο λόγος της κατακόρυφης προς την οριζόντια μέγιστη επιτάχυνση είναι περίπου 0,7 (V/H).

 

Η καταγραφή αυτή – εξαιρετικά χρήσιμη κατά τα λοιπά – είναι η πλέον γνωστή και εφαρμόζεται σ’ ολόκληρο τον κόσμο ακόμη και σήμερα, ως βασικό στοιχείο κάθε αντισεισμικού κανονισμού και των συναφών υπολογισμών. Ιδιαίτερα δε στους "προηγμένους" και σύγχρονους αντισεισμικούς κανονισμούς που λαμβάνουν υπόψη τους και την κατακόρυφη σεισμική συνιστώσα, αυτός ο περίφημος λόγος της μέγιστης κατακόρυφης προς τη μέγιστη οριζόντια επιτάχυνση προδιαγράφεται ίσος με 0,7 (V/H). Είναι σίγουρο ότι αν τύχαινε το El Centro να βρίσκεται μέσα στην επικεντρική περιοχή του σεισμού του 1940, θα κατέγραφε κατακόρυφες επιταχύνσεις πολύ μεγαλύτερες του 0,22(g) και μάλιστα της τάξης του 1,0(g) και πλέον. Στην περίπτωση αυτή θα αναβίωνε και θα τεκμηριωνόταν με καταγραφές η απολύτως ορθή από μακροσεισμικής πλευράς παρατήρηση, ότι οι σεισμοί, ανάλογα με τις επιπτώσεις τους στο φυσικό και δομημένο περιβάλλον, χωρίζονται σε δύο βασικές κατηγορίες:

 

  • στους τεκτονικούς (διότι καταστρέφουν τα αρχι-τεκτονικά έργα δημιουργώντας κυρίως κατακόρυφους κραδασμούς) – που είναι το πρώτο σκέλος, και
  • στους κυματοειδείς (διότι δημιουργούν κυρίως οριζόντιους κραδασμούς) – που είναι το δεύτερο σκέλος.

 

Η αλήθεια εδώ είναι ότι χάθηκε η ουσία του θέματος – εν ονόματι της κατά τα λοιπά ορθής επιστημονικής ορολογίας– η οποία όμως αναφέρεται στην τεκτονική δομή του φλοιού της γης σύμφωνα με τη θεωρία του Al. Wegener, 1912. Αν συνέβαιναν έτσι τα πράγματα λοιπόν, σήμερα θα είμαστε 70 χρόνια μπροστά, στα αντισεισμικά, διότι σε όλα τα προσομοιώματα θα έπαιζε ρόλο τόσο η κατακόρυφη όσο και η οριζόντια συνιστώσα και όχι μόνον η οριζόντια όπως συμβαίνει σήμερα. Και βεβαίως δεν θα μιλούσαμε γι’ αυτήν την απολύτως απλοϊκή καθιερωμένη σχέση του 0,7 (V/H) αλλά για την άκρως επικίνδυνη ισχυρότατη κατακόρυφη συνιστώσα η οποία είναι υψίσυχνη με κρουστικού τύπου επιπτώσεις – μιας και είναι ίση ή μεγαλύτερη του 1,0 (g) – και δεν έχει καμία ποιοτική σχέση με την οριζόντια συνιστώσα. Και, δυστυχώς, σε αυτές τις περιπτώσεις οι παρατηρούμενες σημαντικότατες βλάβες και καταρρεύσεις – εφ όσον δεν έχουν ληφθεί τα κατάλληλα μέτρα – είναι ακαριαίες. Όσο η κατακόρυφη επιτάχυνση βρίσκεται κάτω του 1,0 (g) τότε το πρόβλημα αντιμετωπίζεται συμβατικά, μόλις όμως ξεπεράσει το 1,0 (g) τότε το πρόβλημα πρέπει να αντιμετωπιστεί ριζικότερα και κυρίως με αξιόπιστα συστήματα απορρόφησης του σεισμικού κραδασμού στη βάση της κατασκευής, προτού δηλαδή να προλάβει να πλήξει οποιοδήποτε τμήμα της. Η μέγιστη τιμή της έντασης επιφανειακών σεισμών είναι σταθερή και σχεδόν ανεξάρτητη του μεγέθους του σεισμού. Π.χ. στον επιφανειακό σεισμό Μ = 4,5R του 1974 στο Ρίο Πατρών, παρατηρήθηκαν κατακόρυφες επιταχύνσεις του εδάφους μεγαλύτερες του 1,0 (g) και κατέρρευσαν δύο νεόδμητα κτήρια. Αν ήταν μεγαλύτερου μεγέθους ο σεισμός αυτός και πάλι η μέγιστη κατακόρυφη επιτάχυνση θα ήταν μεγαλύτερη του 1,0 (g) αλλά θα κατέρρεαν περισσότερα κτήρια σε μια πιο διευρυμένη περιοχή.

 

Επίσης για την ιστορία και μόνον, κατά τη περίοδο 1968 – 1970 βρισκόμουν για μετεκπαίδευση στο Διεθνές Ινστιτούτο Σεισμολογίας και Αντισεισμικών Κατασκευών (IISEE) στο Tokyo. Τότε, στο Ινστιτούτο όπως και σε άλλα συναφή ιδρύματα της Ιαπωνίας, υπήρχε μεγάλη δραστηριότητα σχετικά με το φιλόδοξο και παγκόσμιας εμβέλειας πρόγραμμα κατασκευής δεκάδων πυρηνικών αντιδραστήρων (Π.Α.) προς παραγωγή άφθονης και φτηνής ηλεκτρικής ενέργειας. Έτσι, είχα και εγώ συμμετάσχει σε κάποιες φάσεις χρησιμοποιώντας – ως "κατ εξοχήν ειδικός" τότε στο θέμα – τον μεγάλο αναλογικό υπολογιστή Hitachi, που μου εμπιστεύθηκαν, για προσδιορισμό της εν χρόνω συμπεριφοράς των αλληλοεπιδρώντων στοιχείων των Π.Α., έναντι καταγεγραμμένων ή τεχνητών σεισμικών κραδασμών. Θυμάμαι ότι σε τακτά χρονικά διαστήματα γίνονταν επιστημονικές συναντήσεις μεταξύ Ιαπώνων και Αμερικανών όπου συμμετείχαν και παρουσίαζαν θέματα σεισμικής προστασίας των Π.Α. οι δάσκαλοί μας, τα "Ιερά Τέρατα" της Τεχνικής Σεισμολογίας και Αντισεισμικών Κατασκευών, όπως C. R. Allen, J. A. Blume, R. Clouph, S.  Cherry, W. I. Hall, T. Hisada, G.  W. Housner, K.  Kanai, T. Kobori, K. Minami, P. A. Morris, K. Muto, N. M. Newmark, S. Okamoto, J. Penzien, H. Sato, H. B. Seed, H. Shibata, H. Tajimi, T. Uchida, M. Watabe, κ.ά. Εγώ παρακολουθούσα με προσοχή τις συζητήσεις τους κρατώντας σημειώσεις που, όμως, μου δημιουργούσαν κάποιον προβληματισμό. Τόσο οι Αμερικανοί όσο και οι Ιάπωνες επιστήμονες, αναφέρονταν πάντοτε σε ισχυρούς σεισμούς με πρότυπο αναφοράς την καταγραφή του El Centro  και πάντοτε δυστυχώς σε μοντέλα εκτός επικεντρικής περιοχής. Έτσι οι παραδοχές τους, για τους αντισεισμικούς υπολογισμούς των Π.Α. ήταν σχεδόν ταυτόσημες παγκοσμίως. Σύμφωνα με τις σημειώσεις μου, οι οριζόντιες εδαφικές επιταχύνσεις σχεδιασμού – υπό το καθεστώς των επιτρεπόμενων τάσεων – ήταν για την Ιαπωνία, Fukushima: 0,18 (g), Tsuruga: 0,23 (g), Mihama: 0,30 (g) και τις Η.Π.Α., Dresden 2: 0,12 (g) και San Onofre: 0,25 (g). Οι κατακόρυφες ήταν για την Ιαπωνία το 0,5 και τις Η.Π.Α. το 0,7 των αντίστοιχων οριζόντιων και μάλιστα μόνον για τις ζωτικής σημασίας κατασκευές, όπως ο πυρήνας κ.λπ.. Λόγω της δυναμικής απόκρισης οι επιταχύνσεις υπολογισμού αυξάνονταν ανάλογα με τη θέση, το μηχάνημα ή δόμημα κ.λπ., που για κάποιες σωληνώσεις έφθανε ακόμη και τα 2,0(g).

 

Το ότι από κοινού είχε τότε αποφασιστεί να μη λαμβάνεται πρόνοια για την κατακόρυφη συνιστώσα επηρέασε ολόκληρο τον κόσμο – ακόμη και τη χώρα μας – παρ όλες τις επιφυλάξεις μου ως ενοχλητικής μειοψηφίας. Η Ελλάδα όμως έχει εντελώς διαφορετικές γεωτεκτονικές και οικιστικές, πολεοδομικές, αναπτυξιακές συνθήκες από Ιαπωνία και Η.Π.Α.. Εμείς υποφέρουμε εκτός από τους μακρινούς μεγάλους σεισμούς – έναντι των οποίων είμαστε απολύτως και πέραν του δέοντος καλυμμένοι – κυρίως από τους πολύ γειτονικούς, οι οποίοι μπορεί να εκδηλωθούν οπουδήποτε κάτω από κατοικημένες περιοχές της χώρας μας μια και έχουμε δομήσει σχεδόν παντού – ενώ οι αντίστοιχες σεισμικές εστίες δεν έχουν πλήρως αναγνωριστεί και χαρτογραφηθεί. Είναι σχεδόν αναμενόμενο ότι, σε μια τέτοια αρκετά πιθανή περίπτωση – ακόμη και με μέτριου μεγέθους σεισμούς – και πάλι θα εκπλαγούμε με τις ολέθριες επιπτώσεις που θα επέλθουν στη ζωή μας, στο δομημένο περιβάλλον, στον τουρισμό, στις μουσειακές μας εγκαταστάσεις και το μέλλον μας. (Βεβαίως οι ίδιες οδυνηρές εκπλήξεις θα μπορούσαν να υπάρξουν – πράγμα πολύ σπανιότερο – εάν ένας έστω και μετρίου μεγέθους επιφανειακός σεισμός συμβεί κάτω από μία μεγαλούπολη όπως π.χ. το Los Angeles ή κάτω από ένα Π.Α.). Τέλος, εύχομαι και ελπίζω, ο πολύχρονος και κοπιώδης αγώνας που δίνω για να γίνει αποδεκτή η κατακόρυφη συνιστώσα, να αποδώσει στην πράξη, πριν η φύση αποδείξει και πάλι, στο πεδίο, με δραματικές επιπτώσεις την ύπαρξη αυτής.

 

* O Π. Καρύδης είναι Καθηγητής Αντισεισμικών Κατασκευών του E.M.Π.




 
ΚΑΝΕ ΤΟ ΣΧΟΛΙΟ ΣΟΥ!
Ονοματεπώνυμο:
Email:
Ιστοσελίδα:
Σχόλιο:
Κωδικός [όπως εμφανίζεται - Νέα εικόνα]:
Επιλογή για νέα εικόνα
 



Οδηγός για τους πρωτοετείς φοιτητές του Πανεπιστημίου Aθηνών

Έντυπη μορφή - PDF FORMAT


Το σκίτσο του φύλλου 197
Γίνε Εθελοντής!