Του
Κωνσταντίνου Απ. Καραγιάννη*
Η γέννηση των σεισμών
Σύμφωνα με τη θεωρία των λιθοσφαιρικών πλακών, η λιθόσφαιρα της Γης αποτελείται από επτά μεγάλες πλάκες: Αφρικανική, Έυρω-ασιατική, Ίνδο-αυστραλιανή, Ανταρκτική, Πλάκα του Ειρηνικού, Βόρειο-Αμερικανική, Νότιο-Αμερικανική. Οι πλάκες κινούνται διαρκώς, ενώ έχουν διασπαστεί σε πολλά μικρότερα τμήματα, δημιουργώντας επιμέρους σημεία επαφής.
Οι λιθοσφαιρικές πλάκες αλλού αποκλίνουν, αλλού συγκλίνουν και αλλού η μία κινείται παράλληλα – εφαπτομενικά σε σχέση με τη διπλανή της. Αποτέλεσμα της σχετικής κίνησης των λιθοσφαιρικών πλακών είναι η αργή παραμόρφωση των πετρωμάτων στις παρυφές τους. Για τον λόγο αυτό, στα πετρώματα που βρίσκονται κοντά στις περιοχές αυτές συσσωρεύονται τεράστια ποσά δυναμικής ενέργειας και αναπτύσσονται μεγάλες τάσεις που συνεχώς αυξάνουν. Όταν οι τάσεις αυξηθούν τόσο πολύ, ώστε να υπερβούν το όριο αντοχής του λιθοσφαιρικού υλικού στο σημείο αυτό επέρχεται θραύση. Ταυτόχρονα πραγματοποιείται απότομη σχετική κίνηση των δύο τμημάτων που έχουν προκύψει κατά μία επιφάνεια έως ότου ισορροπήσουν σε νέες θέσεις. Η επιφάνεια αυτή είναι το σεισμικό ρήγμα. Τη χρονική αυτή στιγμή γεννιέται ένας σεισμός.
Το ελληνικό τόξο
Κάτω από τον ελλαδικό χώρο, η Αφρικανική πλάκα συγκλίνει προς την Έυρωασιατική και το άκρο της βυθίζεται, ουσιαστικά κάμπτεται προς το εσωτερικό της Γης. Το φαινόμενο αυτό προκαλεί σεισμούς ποικίλης έντασης και εστιακού βάθους, από επιφανειακούς που γίνονται αντιληπτοί, έως βαθύτερους που δεν γίνονται αισθητοί.
Η μεθοριακή γραμμή ανάμεσα στην Αφρικανική και την Έυρω-ασιατική πλάκα συνιστά το «ελληνικό τόξο», μια ζώνη συνεχών συγκρούσεων και γεωλογικών μετατοπίσεων. Το τόξο μπορεί να διαιρεθεί σε 3 επιμέρους σεισμογενείς περιοχές. Η πρώτη εκτείνεται από τη δυτική πλευρά της Κέρκυρας ώς τη Λευκάδα, η δεύτερη αποτελεί το ρήγμα Λευκάδας – Κεφαλονιάς και η τρίτη ξεκινά από τα βορειοδυτικά της Ζακύνθου και διασχίζοντας τη Δυτική Πελοπόννησο και τη Νότια Κρήτη φτάνει μέχρι και τη Ρόδο.
Η Ελλάδα είναι η 2η πιο σεισμογενής χώρα της Ευρώπης (με πρώτη τη γειτονική Ιταλία) και συγκαταλέγεται στις δέκα περισσότερο σεισμογενείς χώρες του κόσμου (η γειτονική Τουρκία βρίσκεται στην τέταρτη θέση παγκοσμίως). Η Μαγνησία είναι επίσης μία σεισμογενής περιοχή. Το 1955 πραγματοποιήθηκε ο μεγαλύτερος σε επιπτώσεις σεισμός στην περιοχή, μεγέθους 6,2 της κλίμακας Ρίχτερ, με σημαντικές καταστροφές στο δομημένο περιβάλλον. Ποσοστό 87,7% του κτιριακού αποθέματος κατέρρευσε ή υπέστη σημαντικές βλάβες.
Ο μεγάλος σεισμός της Αθήνας (1999)
Τον Σεπτέμβριο του 1999, μαζί με εξειδικευμένους συναδέλφους, είχαμε τη δυνατότητα να πραγματοποιήσουμε εκατοντάδες αυτοψίες σε κτήρια της Αθήνας που είχαν πληγεί από τον μεγάλο σεισμό ο οποίος είχε επίκεντρο την περιοχή της Πάρνηθας.
Στον σεισμό αυτό αποτυπώθηκε ευκρινώς η μεγάλη διαφορά στη συμπεριφορά των κτηρίων που κατασκευάστηκαν πριν και μετά την έναρξη ισχύος του νέου ελληνικού αντισεισμικού κανονισμού, ο οποίος, ενώ ξεκίνησε από το 1984 τέθηκε τελικά πλήρως σε εφαρμογή το 1995.
Αστοχίες που παρατηρήθηκαν ακόμη και σε νέα κτήρια, οδήγησαν στην περαιτέρω αυστηροποίηση του κανονισμού και την έκδοση του ΕΑΚ 2000.
Σημειώνεται ότι ο πρώτος Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός συντάχθηκε και άρχισε να ισχύει το 1959. Το 1984 συμπληρώθηκε με πρόσθετα βασικά άρθρα και το 1995 τέθηκε σε αποκλειστική εφαρμογή ο Ν.Ε.Α.Κ. (Νέος Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός). Το 2001 θεσπίσθηκε ο Ε.Α.Κ.2000 (Ελληνικός Αντισεισμικός Κανονισμός – 2000).
Από τότε μέχρι σήμερα, στο αρχικό κείμενο του Ε.Α.Κ.2000 έχουν γίνει οι αναγκαίες τροποποιήσεις, συμπληρώσεις και διευκρινήσεις, ενώ από τις 30-5-2014 (ΦΕΚ 1457/2014) μπορεί να χρησιμοποιείται: είτε μόνον ο Ε.Α.Κ.2000 (αυτούσιος) είτε μόνον ο Ευρωκώδικας EC8 (αυτούσιος).
Ο καταστροφικός σεισμός στις περιοχές Τουρκίας – Συρίας (2023)
Ο σεισμός μεγέθους 7,8 της κλίμακας Ρίχτερ, και ο μετασεισμός των 7,5 Ρίχτερ, εκδηλώθηκαν τον Φεβρουάριο του 2023 σε ένα μεγάλο τεκτονικό ρήγμα που εκτείνεται από τη Λατάκια της Συρίας μέχρι τη Μαλάτεια της Τουρκίας.
Το μήκος του ρήγματος έφτασε τα 500 χιλιόμετρα, ενώ το εύρος του έφτασε τα 60 χιλιόμετρα. Το εστιακό βάθος του σεισμού ήταν στα 18 χιλιόμετρα (επιφανειακός). Ο σεισμός άφησε πίσω του περισσότερα από 50.000 θύματα. Περισσότερα από 15.000 κτήρια κατέρρευσαν ολοσχερώς. Συνολικά περισσότερα από 1.000.000 κτήρια υπέστησαν σημαντικές υλικές ζημιές.
Ο σεισμός «χτύπησε» τα περισσότερα κτήρια από κάτω, και λόγω της μεγάλης του έντασης, τα «εκτόξευσε» στιγμιαία προς τα πάνω. Όταν αυτά «προσγειώθηκαν», κατέρρευσαν, κυρίως λόγω της κακής στατικής τους μορφολογίας, της ανεπάρκειας ικανών τοιχωμάτων στη βάση τους, του βάρους των υπερκείμενων ορόφων και των αδύναμων υλικών κατασκευής.
Η συνολική ενέργεια που εκλύθηκε κατά τη διάρκεια του σεισμού εκτιμήθηκε σε 40 πετατζάουλς (PJ), σχεδόν ίση με 10 εκατομμύρια μεγαβατώρες (MWh), δηλαδή 634 φορές πολλαπλάσια της ενέργειας που απελευθερώθηκε από την ατομική βόμβα της Χιροσίμα.
Παράγοντες που επηρεάζουν την αντοχή των κτηρίων στον σεισμό
α) το μέγεθος του σεισμού, β) η διάρκεια του σεισμού, γ) το εστιακό βάθος του σεισμού, δ) η επιτάχυνση του εδάφους, ε) η εγγύτητα της κατασκευής στο επίκεντρο του σεισμού, στ) η ανθεκτικότητα και η ελαστικότητα της κατασκευής, βάσει της στατικής μελέτης, ζ) το έδαφος στο οποίο εδράζεται η κατασκευή, η) τα υλικά της κατασκευής, θ) ο βαθμός συντήρησης της κατασκευής.
Οι σεισμικές επιταχύνσεις στους δύο κύριους σεισμούς της Τουρκίας ήταν πρωτόγνωρες και άγγιξαν τα 0,80g, ενώ η διάρκειά των σεισμών έφτασε τα 60 δευτερόλεπτα.
Σημειώνεται ότι στην Ελλάδα, η μεγαλύτερη επιτάχυνση σχεδιασμού που επιβάλλει ο ισχύων αντισεισμικός κανονισμός, για τα Ιόνια νησιά είναι 0,36 g., ενώ για τη Μαγνησία τα 0,24g. Το γεγονός αυτό, σε πρώτη ανάγνωση δημιουργεί προβληματισμό, ωστόσο, είναι αλήθεια ότι οι σεισμοί που έχουν μέχρι σήμερα καταγραφεί στον ελλαδικό χώρο, δεν ξεπερνούν σε διάρκεια τα λίγα δευτερόλεπτα. Η ταχύτητα ταλάντωσης του εδάφους ξεπέρασε στην Τουρκία το 1,00 μέτρο ανά δευτερόλεπτο, ενώ οι εδαφικές μετατοπίσεις ξεπέρασαν σε πολλές περιπτώσεις και τα 4,00 μέτρα.
Όσο μεγαλύτερη είναι η σεισμική επιτάχυνση, τόσο μεγαλύτερες δυνάμεις ασκούνται και φορτίζουν το κτήριο. Το φορτίο αυτό πρέπει να «παραληφθεί» από τα δομικά στοιχεία του κτηρίου. Εάν αυτά είναι ανεπαρκή σε διατομή, ή όχι επαρκώς οπλισμένα, και η διάρκεια του σεισμού είναι μεγάλη, τότε το κτήριο καταρρέει.
Συγκεντρωτικά, τα αίτια της κατάρρευσης των κτηρίων ήταν τα ακόλουθα:
1) Μεγάλη ένταση σεισμού, 2) Μεγάλη διάρκεια σεισμού, 3) Χαμηλό εστιακό βάθος, 4) Μεγάλη σεισμική επιτάχυνση, 5) Μεγάλες εδαφικές μετατοπίσεις, 6) Λανθασμένες παραδοχές στατικής μελέτης, 7) Ασταθές έδαφος χωρίς εξυγίανση, 8) Ανεπαρκής θεμελίωση, 9) Ανεπαρκείς διατομές δομικών στοιχείων, 10) Κακή ποιότητα υλικών, 11) Ελλιπής συντήρηση κτηρίων.
Η πρόγνωση των σεισμών
Είναι γνωστό στην επιστημονική κοινότητα ότι κανένας σεισμός δεν είναι ίδιος με οποιονδήποτε άλλον. Παρά την πρόοδο που αναμφισβήτητα έχει επιτευχθεί, η σεισμολογία και γενικότερα οι γεωφυσικές επιστήμες παραμένουν ατελείς και επί της ουσίας ανήμπορες να διατυπώσουν ασφαλείς προγνώσεις.
Εν τέλει, η μόνη αδιαφιλονίκητη γνώση είναι ότι κάθε σεισμός δεν είναι μόνος του και ακολουθείται πάντοτε από πληθώρα μετασεισμών, κυρίως μικρότερων σε ένταση, αλλά συχνά εξίσου επικίνδυνων. Ο πλανήτης μας δεν είναι ένας στατικός μονόλιθος. Από τον εξωτερικό του φλοιό, τη λιθόσφαιρα όπου συμβαίνουν οι σεισμοί, έως τον διάπυρο πυρήνα του, ο πλανήτης μας βρίσκεται σε μία διαρκή εσωτερική αναμόχλευση.
Βρισκόμαστε ακόμη μακριά από το να έχουμε τη δυνατότητα αξιόπιστης πρόγνωσης για την ακριβή περιοχή και το μέγεθος ενός σεισμού. Ένα επιπλέον πρόβλημα είναι κατά πόσον μια έγκυρη πρόγνωση μπορεί να δημοσιοποιηθεί, δηλαδή πως από την πρόγνωση θα προχωρήσουμε στην προειδοποίηση.
Η δημοσιοποίηση μιας πιθανής πρόγνωσης μακράς διάρκειας, είναι επόμενο να επιφέρει οικονομικές επιπτώσεις στην εν λόγω περιοχή (περιορισμός οικονομικών δραστηριοτήτων, πτώση τιμών ακινήτων κλπ), ενώ μια πρόγνωση βραχείας διάρκειας είναι δυνατόν να έχει επικίνδυνες κοινωνικές συνέπειες (πανικός πληθυσμού, κοινωνικές αναταραχές κλπ). Όταν η έρευνα συνδυαστεί με σχέδια αντιμετώπισης σεισμών και ευρύτερα φυσικών καταστροφών, που αφορούν στην αντισεισμική θωράκιση των κτηριακών υποδομών, την τήρηση των κανόνων δόμησης, την εκπαίδευση του πληθυσμού και την οργάνωση του κρατικού μηχανισμού, τότε μόνο, η αξιόπιστη προειδοποίηση θα έχει ευεργετικές συνέπειες.
Η σεισμική μόνωση
Με τον όρο «σεισμική μόνωση» οι επιστήμονες εννοούν την εφαρμογή ειδικών μηχανισμών στη θεμελίωση του κτηρίου, οι οποίοι λέγονται μονωτήρες, με σκοπό τη μείωση των μετακινήσεων και των εσωτερικών δυνάμεων που δημιουργούνται σε μία κατασκευή κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Στην ουσία, μπορεί η γη να σείεται, αλλά το κτήριο παραμένει ανέπαφο. Είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι εφόσον ένα κτήριο κατασκευαστεί με σεισμική μόνωση, τότε η ανωδομή μπορεί να κατασκευαστεί με ελαφρύτερες και μικρότερες διατομές δομικών στοιχείων.
Στην Ελλάδα, η εφαρμογή σεισμικής μόνωσης παραμένει δυστυχώς προαιρετική, ακόμη και για κτήρια συνάθροισης κοινού, όπως νοσοκομεία ή σχολικά συγκροτήματα. Τα δύο κτήρια του Ιδρύματος Σταύρος Νιάρχος (Εθνική Λυρική Σκηνή και Εθνική Βιβλιοθήκη), το κτήριο του ιδρύματος Ωνάση και το Μουσείο της Ακρόπολης, έχουν κατασκευαστεί με σεισμική μόνωση.
Προτάσεις
Εκτιμάται ότι περισσότερα από τα 60% των δημοσίων κτηρίων έχουν κατασκευαστεί πριν από την έναρξη ισχύος του νέου αντισεισμικού κανονισμού και επομένως, τόσο η στατική, όσο και η αντισεισμική τους επάρκεια, υπολείπεται των κτηρίων που κατασκευάστηκαν την τελευταία εικοσιπενταετία.
Είναι απολύτως απαραίτητη η διαμόρφωση ενός γενναίου προγράμματος ενίσχυσης της στατικής και αντισεισμικής επάρκειας, αρχικά των δημοσίων κτηρίων, των νοσοκομείων και των κτηρίων συνάθροισης κοινού και ιδιαίτερα των σχολικών συγκροτημάτων στα οποία μεγαλώνει η νέα γενιά.
Συστήνεται στον κάθε ένα που έχει στην κατοχή του ή διαμένει σε κτήριο κατασκευασμένο προ του 1995, να προβεί, μέσω εξειδικευμένου μηχανικού, σε έναν έλεγχο αποτίμησης της φέρουσας και αντισεισμικής ικανότητας του κτηρίου και εφόσον απαιτηθεί, στη λήψη μέτρων ενίσχυσης ή συντήρησης.
Εφαρμογή πλαισίου διασφάλισης και ελέγχου της επιστημονικής επάρκειας και της εμπειρίας των μηχανικών που εκπονούν στατικές μελέτες ειδικών κτηρίων, κτηρίων συνάθροισης κοινού και κτιρίων με ειδική θεμελίωση, με διαφύλαξη των προβλεπόμενων επαγγελματικών δικαιωμάτων.
Χορήγηση κρατικών επιδοτήσεων με υλοποίηση προγραμμάτων για την αντισεισμική ενίσχυση και προστασία των κτηρίων με ενδεικτικό τίτλο «Διασφαλίζω» στα πρότυπα του προγράμματος εξοικονόμησης ενέργειας «Εξοικονομώ».
Παροχή κινήτρων και φορολογικών ελαφρύνσεων για την κατασκευή κτηρίων με κορυφαία αντισεισμική θωράκιση.
Ανάπτυξη σχεδίων αντιμετώπισης σεισμών και ευρύτερα φυσικών καταστροφών.
Επισημαίνεται τέλος, η αναγκαιότητα άμεσης ενημέρωσης και εκπαίδευσης του πληθυσμού, καθώς όσο και αν φαντάζει περίεργο, σύμφωνα με μία πρόσφατη έρευνα, μόλις 2 στους 10 πολίτες γνωρίζουν τι ακριβώς πρέπει να κάνουν για να προφυλαχθούν κατά τη διάρκεια ενός σεισμού. Άλλωστε, η σωστή ενημέρωση σώζει ζωές.
Ο Κωνσταντίνος Απ. Καραγιάννης είναι πολιτικός μηχανικός Α.Π.Θ, συγκοινωνιολόγος – περιβαλλοντολόγος M.Sc. υπ. διδάκτωρ Πανεπιστημίου Θεσσαλίας πρ. πρόεδρος Πολιτικών Μηχανικών Μαγνησίας