CUTREMURELE
Suprafata globului este divizata in placi tectonice. Acestea se misca unele in raport cu altele. Cutremurele sunt determinate de frecarea care ia nastere intre aceste placi in miscare.
Miscarea acestor placi se realizeaza prin :
Frictiunile intre aceste
placi dau nastere unor tensiuni enorme in roca. Aceste tensiuni
se acumuleaza pana cand placile aluneca brutal una peste
alta. Astfel apar cutremurele de pamant.
Un cutremur e reprezentat de miscari de suprafata,
insotite de un zgomot surd. Deasupra epicentrului se produc doar
vibratii verticale ale solului. Pe masura indepartarii de
epicentru, efectul predominant devine cel orizontal.
In zonele predispuse la cutremure de pamant, perioadele lungi de calm nasc
temeri legate de potentiala aparitie a unui cutremur foarte puternic.
La declansarea in adancime a unui
eveniment seismic, miscarea pamantului provoaca aparitia unei unde sferice de
volum,
cu doua componente:
1. unda "p" - este o unda longitudinala, de compresie
- determina miscarea particulelor solului paralel cu directia de propagare
- deplasarea acestei unde este similara cu cea a unei rame (compresie-dilatare)
in directia de mers
- are viteza de
7,8 km/s (pentru structura geologica Vrancea)
- amplitudinea acestei unde este direct proportionala cu magnitudinea (energia
cutremurului)
- este perceputa la suprafata de catre oameni ca pe o "saltare", un mic soc in
plan vertical
- nu este periculoasa pentru structuri (cladiri) deoarece contine (transporta)
aproximativ 20% din energia totala a cutremurului
2. unda "s" - este o unda transversala, de forfecare
- determina miscarea particulelor solului perpendicular (transversal) fata de
directia de propagare
- deplasarea acestei unde este similara cu inaintarea unui sarpe (miscari
ondulatorii stanga-dreapta fata de directia de inaintare)
- are viteza de 4,6 km/s (pentru structura geologica Vrancea)
- ajunge, din acest motiv, la suprafata solului intotdeauna dupa unda "p"
- este resimtita la suprafata sub forma unei miscari de forfecare, de balans in
plan orizontal
- este periculoasa, deoarece transporta aproximativ 80% din energia totala a
cutremurului
- determina distrugeri proportionale cu magnitudinea cutremurului si cu durata
de oscilatie
- cladirile cad datorita intrarii in rezonanta a frecventei proprii de
oscilatie a structurii cladirii cu frecventa undei incidente, in acest caz
efectul distructiv fiind puternic amplificat.
Sistemul de avertizare seismica timpurie (in timp real) pentru municipiul Bucuresti in cazul producerii unui cutermur major in zona Vrancea - pe scurt SAS
Sistemul de avertizare seismica realizat pentru Bucuresti se bazeaza pe cateva
particularitati deosebite ale zonei seismogene Vrancea:
- stationaritatea in spatiu a hipocentrelor (foarte aglomerate- cutremurele
mari se produc intotdeuna in aceeasi arie geografica, de mici dimensiuni);
- stationarea modelelor de radiatie (ca mecanism de propagare);
- distanta epicentrala relativ larga pana la Bucuresti (130 km), linia de
conexiune intre aria epicentrala muntoasa si campia unde Bucurestiul a fost
construit.
Aceste particularitati ale zonei Vrancea au permis realizarea unui SAS simplu,
rapid, robust si relativ ieftin. Timpul de avertizare este de 25-30 de secunde,
cu posibilitatea confirmarii sau rejectiei de 10-15 secunde ulterior. La modul
general, timpii de avertizare sunt relativ mici, de la cateva secunde la
maximum un minut (Mexico City). Totusi, chiar si cateva secunde sunt
extraordinar de importante din punct de vedere decizional. S-a constatat ca
reactia umana la perceptia unui cutremur este instinctuala. Capacitatea de a
rationa este aproape in totalitate inlocuita de instinctul de conservare si
exista in primul rand intentia de a fugi din cladire. Implementarea unui SAS
elimina acest comportament, deoarece, de la semnalul de avertizare pana la
sosirea undei de soc sunt disponibile 25-30 secunde, extrem de utile, interval
de timp in care se pot lua deciziile cele mai corecte pentru protejarea vietii.
In cazul unor producatori sau distribuitori de utilitati (gaz, electricitate,
apa etc.) intervalul de timp poate fi utilizat pentru oprirea sau intreruperea
acestora. Pentru activitatile cu grad ridicat de pericol (reactoare nucleare,
apa grea, combinate chimice etc.) exista, de asemenea, timpul necesar pentru
intreruperea acestora.
La trenuri, timpul de avertizare poate fi folosit pentru decuplarea alimentarii
cu energie electrica, garnitura oprindu-se de la sine (este cazul atat a
trenurilor de suprafata, cat si a metroului). Exemplele sunt nenumarate.
Cutremurele care ameninta capitala sunt evenimente de o adancime intermediara,
cu magnitudini apropiate de 8, la o distanta epicentrala aproape fixa, de
aproximativ 130 km. Timpul de avertizare se obtine prin urmatoarea logica,
transpusa si in practica: in adancime (in hipocentru) are loc un cutremur.
Prima rezultanta a acestuia este unda 'p', unda de volum,
longitudinala, de compresie, care atinge suprafata solului in zona epicentrala.
In epicentru este instalat seismometru racordat prin radio la statia de
receptie din Bucuresti. Socul perceput de seismometru este transpus in unde de
radio si transmis instantaneu la Bucuresti. In Bucuresti se da alarma seismica,
dupa o prelucrare computerizata a undei, timp de 2 secunde. Dupa un interval de
circa 10 secunde se formeaza unda 's', unda de volum, transversala,
care isi incepe deplasarea distructiva in toate directiile, ca unda sferica.
Diferenta timpului de parcurgere dintre unda epicentrala 'p' si unda
transversala, distructiva 's' - care ajunge la Bucuresti - este
intotdeuna mai mare de 25 de secunde, ceea ce reprezinta un timp maxim posibil
de avertizare. In plus, mecanismele sursa sunt foarte stabile pentru toate
evenimentele seismice, astfel incat o proiectie a nivelului de miscare a
Pamantului care se poate astepta la Bucuresti se poate baza mai degraba pe
amplitudine si adancime. Aceasta trasatura specifica zonei Vrancea a permis
contruirea SAS.
La modul general, un SAS este alcatuit din patru componente:
- sistem de monitorizare compus din mai multi senzori;
- legaturi de comunicatii in timpi reali pentru transmiterea datelor de la
senzori la computer;
- unitate de procesare pentru convertirea datelor de informatie;
- sistem de producere si comunicare radio a alarmei seismice.
SAS romanesc
Romania, ca seismicitate, reprezinta un caz particular. Seismicitatea in
scoarta este impartita variat de-a lungul majoritatii teritoriului, cu
magnitudini de obicei mici (M<5,5), pe cand epicentrele de seismicitate
adanca sunt concentrate intr-o arie restransa, denumita regiunea Vrancea.
Adancimile acestor evenimente se inscriu intr-un interval cuprins intre 70-200
km. Magnitudinile lor pot ajunge pana la M=8, asa cum se presupune ca a fost
cutremurul din 1802. Riscul pentru Bucuresti este aproape in intregime
deteminat de cutremurele de pamant de adancime intermediara din regiunea
Vrancea. In ultimii 60 de ani, Romania a suferit cutremure de pamant puternice,
cu epicentrul in Vrancea:
- 10 noiembrie 1940 (M=7,7; adancime 160 km);
- 4 martie 1977 (M=7,5; adancime 100 km);
- 30 august 1986 (M=7,2, adancime 140 km);
- 30 mai 1990 M=6,9; adancime 80 km).
Evenimentul din 1977 a avut un caracter catastrofic, cu 35 de cladiri cu risc
inalt de prabusire si 1500 de victime, majoritatea in Bucuresti. Epicentrele
acestor evenimente sunt concentrate intr-o arie de 30 x 70 km, ci distanta
epicentrala medie pana la Bucuresti de 130 km. Deoarece relatia geometrica
intre hipocentre este stransa intr-un volum sursa mic, iar acest volum sursa se
afla la o distanta fixa fata de Bucuresti, conditiile pentru construirea unui
SAS sunt indeplinite, timpul de avertizare fiind de aproximativ 25 de secunde
pentru toate cutremurele de pamant potentiale de adancime intermediara. In acst
caz, SAS Romanesc ar fi similar SAS Mexican, unde originea puternicelor miscari
de pamant este restransa la dimensiunea platoului, la o distanta semnificativa
de Mexico City.
VLAD RADU
Cls. a IX-a C
