WEBVTT

00:00:07.080 --> 00:00:10.446
Οι σεισμοί ήταν πάντα
ένα τρομακτικό φαινόμενο

00:00:10.446 --> 00:00:14.051
και έχουν γίνει ακόμη πιο θανατηφόροι
καθώς οι πόλεις μας έχουν μεγαλώσει

00:00:14.051 --> 00:00:17.430
και τα κτίρια που καταρρέουν είναι
ένας από τους μεγαλύτερους κινδύνους.

00:00:17.720 --> 00:00:20.279
Γιατί καταρρέουν τα κτίρια
όταν γίνεται σεισμός

00:00:20.279 --> 00:00:22.076
και πώς μπορούμε να το αποτρέψουμε;

00:00:22.756 --> 00:00:24.994
Αν έχετε δει πολλές ταινίες καταστροφής,

00:00:24.994 --> 00:00:26.101
ίσως έχετε την εντύπωση

00:00:26.101 --> 00:00:29.573
ότι η κατάρρευση των κτιρίων
οφείλεται στο ότι έδαφος από κάτω τους

00:00:29.573 --> 00:00:32.567
δονείται βίαια ή ακόμη
και χωρίζεται στα δύο.

00:00:32.977 --> 00:00:34.888
Αλλά δεν γίνεται ακριβώς έτσι.

00:00:35.208 --> 00:00:39.150
Κατ' αρχάς, τα περισσότερα κτίρια
δεν βρίσκονται πάνω από κάποιο ρήγμα

00:00:39.150 --> 00:00:41.124
και οι μετακινούμενες τεκτονικές πλάκες

00:00:41.124 --> 00:00:43.856
βρίσκονται πολύ βαθύτερα
από τα θεμέλια των κτιρίων.

00:00:43.866 --> 00:00:45.566
Τι πραγματικά συμβαίνει, λοιπόν;

00:00:46.316 --> 00:00:50.077
Στην πραγματικότητα, 
η επίδραση των σεισμών στα κτίρια

00:00:50.077 --> 00:00:51.705
είναι λίγο πιο περίπλοκη.

00:00:51.995 --> 00:00:55.602
Για να την κατανοήσουν οι αρχιτέκτονες
και μηχανικοί χρησιμοποιούν μοντέλα

00:00:55.602 --> 00:00:59.778
όπως μία δισδιάστατη συστοιχία γραμμών
που αναπαριστούν κολώνες και δοκούς

00:00:59.778 --> 00:01:04.842
ή αυτές τις γραμμές σαν γλυφιτζούρια,
που αναπαριστούν τη μάζα του κτιρίου.

00:01:05.312 --> 00:01:09.280
Ακόμα και με τόση απλούστευση,
τα μοντέλα μπορεί να είναι πολύ χρήσιμα,

00:01:09.280 --> 00:01:12.009
καθώς η πρόβλεψη της απόκρισης
ενός κτιρίου σε έναν σεισμό

00:01:12.009 --> 00:01:14.193
είναι κυρίως αντικείμενο της Φυσικής.

00:01:14.553 --> 00:01:17.268
Οι περισσότερες καταρρεύσεις
κατά τη διάρκεια των σεισμών,

00:01:17.268 --> 00:01:20.022
στην ουσία δεν προκαλούνται
από τον ίδιο τον σεισμό.

00:01:20.332 --> 00:01:23.259
Αντίθετα, όταν το έδαφος
σείεται κάτω από ένα κτίριο,

00:01:23.259 --> 00:01:26.284
μετατοπίζει τα θεμέλια
και τα κατώτερα τμήματα

00:01:26.284 --> 00:01:28.975
στέλνοντας ωστικά κύματα
στην υπόλοιπη δομή

00:01:28.975 --> 00:01:31.644
κάνοντάς τη να δονείται παλινδρομικά.

00:01:32.434 --> 00:01:35.986
Η δύναμη αυτής της ταλάντωσης
εξαρτάται από δύο κύριους παράγοντες:

00:01:36.136 --> 00:01:39.196
τη μάζα του κτιρίου,
που είναι συγκεντρωμένη χαμηλά,

00:01:39.196 --> 00:01:40.568
και την ακαμψία της,

00:01:40.568 --> 00:01:44.335
που είναι η απαιτούμενη δύναμη για να
προκληθεί μια συγκεκριμένη μετατόπιση.

00:01:44.595 --> 00:01:48.155
Μαζί με τα υλικά του κτιρίου
και το σχήμα των κολονών του,

00:01:48.155 --> 00:01:50.927
η ακαμψία εξαρτάται κυρίως από το ύψος.

00:01:51.207 --> 00:01:54.675
Τα χαμηλότερα κτίρια είναι γενικά
πιο άκαμπτα και μετατοπίζονται λιγότερο,

00:01:54.675 --> 00:01:57.057
ενώ τα ψηλότερα κτίρια είναι πιο εύκαμπτα.

00:01:57.347 --> 00:02:00.557
Ίσως σκέφτεστε ότι η λύση είναι
να χτίζονται χαμηλότερα κτίρια,

00:02:00.557 --> 00:02:02.843
ώστε να μετατοπίζονται
κατά το λιγότερο δυνατό.

00:02:02.843 --> 00:02:05.571
Αλλά ο σεισμός του 1985
στην Πόλη του Μεξικού

00:02:05.571 --> 00:02:08.430
είναι ένα καλό παράδειγμα
του γιατί αυτό δεν ισχύει.

00:02:08.682 --> 00:02:13.782
Κατά τη διάρκεια του σεισμού κατέρρευσαν
πολλά κτίρια με 6 ως 15 ορόφους.

00:02:14.022 --> 00:02:17.999
Το περίεργο είναι ότι ενώ χαμηλότερα
κτίρια παραδίπλα δεν κατέρρευσαν,

00:02:17.999 --> 00:02:22.405
κτίρια ψηλότερα από 15 ορόφους
επίσης έπαθαν μικρότερες ζημιές

00:02:22.405 --> 00:02:24.555
και τα κτίρια μεσαίου
ύψους που κατέρρευσαν

00:02:24.555 --> 00:02:28.490
κουνιόντουσαν πολύ πιο βίαια
από τον ίδιο τον σεισμό.

00:02:28.730 --> 00:02:30.180
Πώς είναι δυνατό αυτό;

00:02:30.460 --> 00:02:34.152
Η απάντηση σχετίζεται με κάτι
που ονομάζεται φυσική συχνότητα.

00:02:34.322 --> 00:02:35.988
Σε ένα ταλαντούμενο σύστημα,

00:02:35.988 --> 00:02:41.191
η συχνότητα είναι πόσες παλινδρομικές
κινήσεις γίνονται σε ένα δευτερόλεπτο.

00:02:41.581 --> 00:02:43.641
Είναι το αντίστροφο της περιόδου,

00:02:43.641 --> 00:02:47.280
που είναι πόσα δευτερόλεπτα χρειάζονται
για να γίνει μία παλινδρομική κίνηση.

00:02:47.450 --> 00:02:51.693
Η φυσική συχνότητα ενός κτιρίου, που
εξαρτάται από τη μάζα και την ακαμψία του,

00:02:51.763 --> 00:02:55.470
είναι η συχνότητα στην οποία
τείνει να δονείται περισσότερο.

00:02:55.870 --> 00:03:00.277
Αύξηση της μάζας του κτιρίου μειώνει
τον ρυθμό με τον οποίο δονείται φυσικά,

00:03:00.277 --> 00:03:03.225
ενώ αύξηση της ακαμψίας του,
το κάνει να δονείται γρηγορότερα.

00:03:03.835 --> 00:03:06.192
Έτσι, στην εξίσωση που τις συνδέει,

00:03:06.192 --> 00:03:09.911
η ακαμψία και η φυσική συχνότητα
είναι ανάλογες η μία της άλλης,

00:03:09.911 --> 00:03:13.654
ενώ η μάζα και η φυσική συχνότητα
είναι αντιστρόφως ανάλογες.

00:03:14.184 --> 00:03:17.558
Το φαινόμενο που συνέβη στην Πόλη
του Μεξικού ονομάζεται συντονισμός,

00:03:17.558 --> 00:03:20.448
κατά τον οποίο η συχνότητα
των σεισμικών κυμάτων του σεισμού

00:03:20.448 --> 00:03:24.235
τυχαίνει να ταυτίζονται με τη φυσική
συχνότητα των κτιρίων μεσαίου ύψους.

00:03:24.735 --> 00:03:27.586
Όπως μία ώθηση της κούνιας
κατά την κατάλληλη χρονική στιγμή,

00:03:27.586 --> 00:03:31.211
κάθε επιπρόσθετο σεισμικό κύμα
ενίσχυε τη δόνηση του κτιρίου

00:03:31.211 --> 00:03:33.052
προς την κατεύθυνση που είχε,

00:03:33.052 --> 00:03:36.616
κάνοντάς το να δονείται ακόμα
πιο πέρα και ούτω καθεξής,

00:03:36.616 --> 00:03:40.293
μέχρι που η μετατόπισή της
έγινε πολύ μεγαλύτερη από την αρχική.

00:03:41.143 --> 00:03:44.685
Σήμερα οι μηχανικοί συνεργάζονται
με γεωλόγους και σεισμολόγους

00:03:44.685 --> 00:03:48.612
για να προβλέψουν τη συχνότητα
των σεισμικών κινήσεων σε νέες οικοδομές

00:03:48.612 --> 00:03:51.656
ώστε να αποτρέψουν τις καταρρεύσεις
που οφείλονται σε συντονισμό,

00:03:51.656 --> 00:03:55.133
λαμβάνοντας υπόψη παράγοντες
όπως το είδος του εδάφους και τα ρήγματα,

00:03:55.133 --> 00:03:57.347
καθώς και δεδομένα
από προηγούμενους σεισμούς.

00:03:57.827 --> 00:03:59.597
Κινήσεις με χαμηλότερες συχνότητες

00:03:59.597 --> 00:04:02.865
προκαλούν μεγαλύτερη ζημιά
σε ψηλότερα και πιο εύκαμπτα κτίρια,

00:04:02.865 --> 00:04:05.789
ενώ υψίσυχνες κινήσεις
απειλούν περισσότερο

00:04:05.789 --> 00:04:08.503
κατασκευές με χαμηλότερο
ύψος και μεγαλύτερη ακαμψία.

00:04:08.553 --> 00:04:11.596
Οι μηχανικοί έχουν επίσης βρει
τρόπους να απορροφούν τις δονήσεις

00:04:11.596 --> 00:04:14.947
και να περιορίζουν την παραμόρφωση
χρησιμοποιώντας καινοτόμα συστήματα.

00:04:14.947 --> 00:04:17.663
Η απομόνωση της βάσης
χρησιμοποιεί εύκαμπτα στρώματα

00:04:17.673 --> 00:04:21.340
για να απομονώσει τη μετατόπιση
των θεμελίων από το υπόλοιπο κτίριο,

00:04:21.346 --> 00:04:25.225
ενώ ρυθμισμένα συστήματα απόσβεσης
εξουδετερώνουν τον συντονισμό

00:04:25.225 --> 00:04:29.636
ταλαντευόμενα εκτός φάσης με τη φυσική
συχνότητα, ώστε να μειώσουν τις δονήσεις.

00:04:30.183 --> 00:04:33.835
Τελικά, δεν είναι τα στιβαρότερα
κτίρια που θα παραμείνουν όρθια,

00:04:33.835 --> 00:04:35.617
αλλά τα εξυπνότερα.