Prečo sa budovy vo Venezuele zrútili ako domčeky z karát? Expert vysvetľuje desivý fenomén „palacinkového kolapsu“

Séria silných zemetrasení, ktoré nasledovali krátko po sebe, spôsobila vo Venezuele smrť tisícok ľudí a zanechala za sebou množstvo zranených. Záchranné tímy v zasiahnutých oblastiach stále pátrajú po osobách uviaznutých v troskách zrútených budov.

Venezuela sa nachádza v aktívnej seizmickej zóne. Ako uviedol taliansky expert Raffael De Risi, docent stavebného inžinierstva z Fakulty civilného, leteckého a dizajnového inžinierstva na Univerzite v Bristole pre portál The Conversation, za obrovským počtom zrútených budov nestojí iba jediný faktor.

Devastácia je podľa neho výsledkom kombinácie viacerých príčin, medzi ktoré patrí vek a typ konštrukcie budov, úroveň ich údržby, blízkosť k zdroju zemetrasenia a tiež lokálne zosilnenie seizmických vĺn.

Keď sa seizmické vlny šíria zo zeme, prechádzajú cez rôzne vrstvy. Ak narazia na miesto, kde pevná skala prechádza do mäkkej hliny alebo sypkej pôdy na povrchu, vlny sa spomalia, ale zároveň sa prudko zosilnia. Je to podobné, ako keď sa morská vlna zdvihne a dorazí na plytčinu. Mäkká pôda potom pod budovami vibruje oveľa silnejšie.

K obrovskej skaze prispelo aj to, že obe zemetrasenia vznikli blízko pod povrchom zeme. Keď otrasy vzniknú plytko, seizmická energia nestihne cestou nahor zoslabnúť a udrie v plnej sile priamo do základov domov.

Mechanizmus takzvaného palacinkového kolapsu

Veľké množstvo budov sa vo Venezuele zrútilo takzvaným „palacinkovým kolapsom“. Ide o mimoriadne nebezpečný jav. Nastane vtedy, keď pod obrovským tlakom zemetrasenia prasknú zvislé stĺpy, ktoré držia celú váhu budovy.

Vo chvíli, keď tieto stĺpy povolia, podlahy a stropy stratia oporu a spadnú priamo jeden na druhý, presne ako vrstvy palaciniek na tanieri.

Čítajte viac

Bilancia zemetrasenia vo Venezuele prekročila 2 500 obetí. Nezvestných je niekoľko desiatok tisíc ľudí

Pri starších budovách stĺpy nie sú navrhnuté tak, aby sa pri otrasoch ohýbali a tlmili nárazy. „Stĺpy, ktoré neboli správne navrhnuté a detailne uspôsobené na to, aby sa deformovali a absorbovali energiu, sa jednoducho zlomia,“ upozorňuje expert. Situáciu často zhoršuje aj otvorené prízemie, ako je to napríklad v obchodoch alebo garážach. Chýbajú tam pevné steny a celá stavba je tak slabšia.

Moderné stavebníctvo už vie tomuto scenáru predchádzať pomocou prístupu riadenej odolnosti. „Tento prístup sa v inžinierstve často sumarizuje pravidlom: silný stĺp, slabý nosník,“ vysvetľuje De Risi.

Inžinieri budovu navrhnú tak, aby tie najdôležitejšie časti, čiže stĺpy a základy, boli pevné. Naopak, vodorovné trámy, nosníky pod stropom, urobia o niečo „mäkšie“. To znamená, že keď príde zemetrasenie, poškodia sa len tie nosníky, ktoré absorbujú a rozložia energiu zemetrasenia. Budova sa vďaka tomu síce môže kývať, ale nezrúti sa.

Úloha moderných predpisov a spevňovania stavieb

Nové budovy chránia moderné protizemetrasné predpisy. Tie však fungujú len vtedy, ak ich stavebné firmy v praxi naozaj dodržiavajú a ak sa prísne kontroluje kvalita materiálov aj samotnej výstavby.

Čo však robiť s miliónmi starších domov, ktoré sa postavili dávno pred týmito pravidlami? Keďže mestá nemôžeme len tak zbúrať, inžinieri využívajú takzvané seizmické spevnenie. Pred akýmkoľvek zásahom sa dom najskôr dôkladne otestuje, či už prostredníctvom podrobných prieskumov, alebo testovania materiálov.

Vo výsledku inžinieri nájdu konkrétne slabé miesta stavby a navrhnú riešenie. Všeobecne platí, že spevnenie buď zvýši pevnosť budovy, alebo pomocou moderných tlmičov energie či izolácie základov zníži sily zemetrasenia. Pre dôležité stavby, ako sú nemocnice či elektrárne, sa s úspechom používa práve izolácia základov.

Pozrite si

Zázrak vo Venezuele. Záchranári vyslobodili muža, ktorý pod troskami prežil neuveriteľných osem dní

Ide o technológiu, ktorá budovu doslova mechanicky oddelí a odstrihne od jej pevných základov. Keď sa potom zem pod budovou trasie, samotná stavba vďaka pružným podložkám zostane takmer bez otrasov a môže fungovať ďalej bez prerušenia.

Demolácia ako dôsledok splnenej funkcie budovy

Mnohých ľudí prekvapí, že po zemetrasení zostane stáť veľa budov, ktoré sú síce popraskané a zničené, no nakoniec ich aj tak musia zbúrať. Podľa inžinierov to však nie je chyba v projekte, ale obrovský úspech.

„Pri bežných štruktúrach nie je cieľom seizmického dizajnu prežiť bez poškodenia, ale ochrániť život,“ tvrdí De Risi. Budova sa môže deformovať a absorbovať energiu otrasov, pokiaľ nespadne a umožní ľudom bezpečne sa evakuovať.

O osude poškodených objektov sa rozhoduje v dvoch fázach. Najskôr rýchle inšpekcie označia budovy ako bezpečné, s obmedzeným vstupom alebo nebezpečné, aby udržali ľudí v bezpečí pred dotrasmi.

Označenie „nebezpečné“ znamená iba zákaz vstupu pred podrobným posúdením. V druhej fáze inžinieri zistia pevnosť stavby a to, či nie je trvalo naklonená. Rozhodnutie o oprave alebo demolácii potom závisí od technických možností a porovnania nákladov na opravu s cenou novej výstavby.

Proces masívneho búrania je po veľkých zemetraseniach bežný, čo sa ukázalo napríklad v roku 2011 v novozélandskom meste Christchurch. Vtedy sa ničili budovy aj keď sa nezrútili. „Nie je to zlyhanie. odráža to filozofiu samotného návrhu: budovy obetovali samy seba, aby zachránili ľudí vo vnútri,“ povedal expert na záver.

Muža vo Venezuele spod trosiek vyslobodili po ôsmich dňoch: