Υπάρχουν λύσεις για τα χτυπήματα που ο Εγκέλαδος εντελώς αιφνιδιαστικά μοιράζει αριστερά και δεξιά; Μπορούμε να κατασκευάσουμε οικοδομές ανθεκτικές στις βίαιες δονήσεις του εδάφους; Γιατί κτίσματα χιλιάδων και εκατοντάδων ετών, όπως η Ακρόπολη και οι παλαιοί μουσουλμανικοί μιναρέδες, στέκονται άθικτα στη θέση τους παρ’ όλα τα χρόνια που έχουν περάσει από επάνω τους; Σύμφωνα με την άποψη ενός έμπειρου έλληνα κατασκευαστή, οι πιο χοντρές κολόνες και τα περισσότερα σίδερα δεν είναι οι πιο αποτελεσματικές λύσεις
Η παράδοση θέλει τον πρωτομάστορα του γεφυριού της Αρτας να ρίχνει τη γυναίκα του στα θεμέλια για να εξασφαλίσει το στέριωμά του. Στα θεμέλια κάθε νέας οικοδομής ως τις πρώτες μεταπολεμικές δεκαετίες θυσιαζόταν ένας δυστυχής κόκορας, για να χαρίσει, όπως πίστευαν, στο νέο σπίτι κάτι από τη μεγάλη διάρκεια των σπασμών που επιμένουν για πολύ μετά τον αποκεφαλισμό του πουλιού να ταλαιπωρούν το σώμα του. Στα θεμέλια λοιπόν και στο έδαφος γύρω από αυτά το συλλογικό υποσυνείδητο έχει τοποθετήσει το μυστικό της αντοχής ενός κτιρίου και φαίνεται ότι οι άνθρωποι δεν έχουν πέσει πολύ έξω. Διότι η κύρια αιτία που πλήττονται οι διάφορες οικοδομές από τον σεισμό είναι ότι έχουν συνδεθεί στέρεα με το έδαφος!
Συναντήσαμε τον κ. Δημήτρη Ζ. Παπανικολάου σε ένα διάλειμμα της περιπλάνησής του ανάμεσα στις τραυματισμένες οικοδομές της Αττικής. Προσπαθεί να εξηγήσει στον εαυτό του τον τρόπο που χτύπησε ο σεισμός αλλά να κάνει και άλλους να καταλάβουν πώς θα έπρεπε να αντιδράσουν στη συνέχεια.
Σπίτια σαν… καράβια
«Αν έχεις» μας εξηγεί «επάνω σε τραπέζι με γυάλινη την οριζόντια επιφάνεια μερικά ποτήρια γεμάτα νερό μπορείς να της καταφέρεις ένα οριζόντιο χτύπημα και το νερό στα περισσότερα να μη χυθεί. Αν όμως τα κολλήσεις επάνω στο γυαλί, τότε γίνονται ένα σώμα με αυτό, άρα θα κινηθούν μαζί με την πλάκα, οπότε το νερό χύνεται σίγουρα έξω. Στην Τουρκία όσοι βρέθηκαν στα πλοία που έπλεαν στον Βόσπορο δεν κατάλαβαν τι κακό είχε γίνει στην ξηρά, όπως και όσοι οδηγούσαν αυτοκίνητο την ώρα του σεισμού στην Αθήνα χάρη στα γεμάτα με αέρα λάστιχα των τροχών ένιωσαν πολύ λιγότερο το βίαιο ξύπνημα του ρήγματος στην Πάρνηθα».
Ενα κτίριο για να αρχίσει να κουνιέται πρέπει να υπερνικήσει πρώτα την αδράνειά του, όπως λέει και η Φυσική του Γυμνασίου. Τα διάφορα κτίσματα δεν πέφτουν όταν κουνιούνται αλλά όταν δεχθούν το πρώτο ακαριαίο χτύπημα. Αν φθάσουν να ακολουθούν τις αναταράξεις του σεισμού σημαίνει ότι επέζησαν από το πρώτο ξάφνιασμα και ότι τώρα μπορούν να πηγαινοέρχονται ανέπαφα σχεδόν για 15 χρόνια. Η καταστροφική ενέργεια του σεισμού είναι θέμα επιτάχυνσης και όχι βάρους του κτιρίου. Ο σεισμός κάνει το έδαφος από εκεί που ήταν ακίνητο να κινηθεί ξαφνικά, άρα του δίνει και μια επιτάχυνση. Την επιτάχυνση αυτή του εδάφους τη μετράμε επάνω στα σεισμογραφήματα και την εκφράζουμε ως ένα ποσοστό της γνωστής μας επιτάχυνσης βαρύτητας g (για την Ελλάδα το g έχει αριθμητική τιμή 9,81, που σημαίνει ότι η ταχύτητα ενός σώματος κινουμένου με την επιτάχυνση g κάθε δευτερόλεπτο αυξάνει κατά 9,81 μέτρα). Οσο μεγαλύτερη όμως η επιτάχυνση τόσο πιο μεγάλη απροθυμία δείχνει ένα κτίριο, και μάλιστα στη βάση του, να κινηθεί όπως προσπαθεί να του επιβάλει ο σεισμός.
«Προσέξτε το αυτό» μου λέει ο κ. Δ. Παπανικολάου. «Μια οικοδομή είναι όπως το υπερωκεάνιο στη μέση της θάλασσας. Οταν βρεθεί στα άκρα δύο κορυφών του κύματος, το τεράστιο πλοίο κόβεται στη μέση. Το ίδιο γίνεται και με την οικοδομή. Αν τα πέδιλα έχουν χτισθεί να είναι μεμονωμένα το ένα από το άλλο και βρεθούν στις δύο διαδοχικές κορυφές ενός σεισμικού κύματος, τότε το ενδιάμεσο του κτιρίου υποχωρεί, αφού υπερβολικό φορτίο πέφτει ξαφνικά μόνο στις ακραίες κολόνες. Συνθλίβονται, κάνουν μια κοιλιά στη μέση, τινάζεται αυτή η κοιλιά στον αέρα και το κτίριο έρχεται κάτω. Αν η θεμελίωση έχει γίνει επάνω σε μπάζα, ακόμη χειρότερα. Διότι αν δημιουργηθεί ένα κύμα στην επιφάνεια και κάνω ένα πείραμα τη μία φορά με καλαμπόκι και την άλλη με μολύβι, διαπιστώνω ότι το σεισμικό κύμα θα έχει μεγαλύτερο πλάτος στο καλαμπόκι».
Το θαύμα του Παρθενώνα
Παρ’ όλο που το σεισμικό κύμα έρχεται από βαθιά γίνεται κάποια στιγμή επιφανειακό και εκεί είναι που ταλαιπωρεί ό,τι βρει μπροστά του. Αυτό όμως φαίνεται ότι το γνώριζαν από τα πολύ παλαιά χρόνια και όπως μας εξηγεί ο συνομιλητής μας: «Ηδη στον Παρθενώνα παρατηρούμε ότι το αντιμετώπισαν με τη λεγόμενη, σήμερα, σεισμική μόνωση. Με τη σεισμική μόνωση προσπαθούμε να αδυνατίσουμε ένα σεισμικό κύμα μετατρέποντας την ενέργειά του σε θερμότητα. Οσο και αν αυτό μας φαίνεται παράδοξο, ο Παρθενώνας δεν έχει θεμέλια! Ο λόφος της Ακροπόλεως έχει ισοπεδωθεί στην κορυφή του και εκεί επάνω τοποθετήθηκαν οριζόντια, τεράστια αλλά πολύ μαστορικά επεξεργασμένα, μάρμαρα. Ο Παρθενώνας δηλαδή πατάει επάνω σε διαδοχικά στρώματα εξαιρετικά λείων μαρμάρων. Οριζόντια οι πλάκες κάθε στρώματος συνδέονται με μεταλλικούς ελαστικούς συνδέσμους όπου έχουμε στο κέντρο μικρούς σιδηροπασσάλους και γύρω έχει χυθεί μολύβι, γεμίζοντας τελείως τον ενδιάμεσο χώρο. Το μολύβι προστατεύει τον σίδηρο από τη σκουριά αλλά επιπλέον επιτρέπει με την ελαστικότητά του να εξασθενήσει το σεισμικό κύμα, καθώς ένα μέρος της κινητικής του ενέργειας θα μετατραπεί σε θερμότητα. Οι κολόνες δεν είναι μονοκόμματες, αφού οπουδήποτε ήταν έτσι φτιαγμένες έπεσαν πολύ γρήγορα. Είχαν λοιπόν καταλάβει οι άνθρωποι της εποχής εκείνης ότι έπρεπε να κατασκευάζονται από φέτες μαρμάρου επίσης τέλεια εφαρμοσμένες η μία επάνω στην άλλη. Ο Παρθενώνας λοιπόν είναι τριπλά μονωμένος σεισμικά. Τα επιφανειακά σεισμικά κύματα κάνουν μόνο να κινηθεί το ένα στρώμα των μαρμάρινων πλακών επάνω στο άλλο, οι σύνδεσμοι ενεργούν και αυτοί εξασθενητικά ενώ οι εύκαμπτες κολόνες επιτρέπουν στο όλο οικοδόμημα να ταλαντωθεί αλλά να μην καταρρεύσει. Αν δηλαδή δεν είχε μεσολαβήσει η έκρηξη των πυρομαχικών την εποχή του Ιταλού Μοροζίνι όλα θα ήταν στη θέση τους στην Ακρόπολη ακόμη και σήμερα».
Αυτά φαίνεται ότι ήταν γνωστά και στους Αιγυπτίους και στους Βαβυλωνίους και στους Πέρσες. Ετσι κάποια στιγμή, πολύ μεταγενέστερα, βρίσκουμε ότι τα περσικά τζαμιά θεμελιώνονται επάνω σε μια σχάρα από κορμούς δέντρων μέσα σε μια υπόγεια φλέβα νερού. Οπως παρατήρησε σε ένα ταξίδι του στην Περσία ο συνομιλητής μας: «Τα ξύλα όσο μένουν βουτηγμένα στο νερό δεν σαπίζουν ενώ σε περίπτωση σεισμού η ανωδομή ταλαντώνεται επάνω στην ξύλινη σχάρα αλλά δεν επανέρχεται στη θέση της μόλις ο σεισμός σταματήσει. Ενα πηγάδι που βρίσκεται πάντα κάπου στο εσωτερικό δίνει με ένα τάσι δεμένο σε μεταλλική αλυσίδα το απαραίτητο νερό για την καθαριότητα των πιστών. Ταυτόχρονα η αλυσίδα όντας σταθερή στο μήκος της μας δείχνει, αν κάποια στιγμή δεν μπορούμε πια να βγάλουμε νερό, ότι η στάθμη του νερού έπεσε απότομα και αυτό το φαινόμενο θεωρείται προάγγελος σεισμού που έρχεται μέσα στις τρεις ή τέσσερις επόμενες ώρες. Ετσι στους μεγάλους σεισμούς της Περσίας το 1961 οι δυτικοί αρχιτέκτονες απορούσαν γιατί οι μιναρέδες των τζαμιών είχαν μείνει ανέπαφοι ενώ οι καμινάδες των εργοστασίων είχαν σωριαστεί στο έδαφος».
Αρα δεν είναι η βαθιά θεμελίωση, το πολύ μπετόν και τα σίδερα το «φάρμακο» για την αντοχή των κτιρίων. Ούτε οι ενέσεις με τις ρητίνες, αφού μετά τον σεισμό της 7ης Σεπτεμβρίου παρατηρήθηκε ότι ακριβώς στα σημεία της επέμβασης είχαμε τα πρώτα ρήγματα και οι κολόνες διαλύθηκαν.
«Το εκατό τοις εκατό των κατασκευών μας είναι από μπετόν αλλά και οι κανονισμοί αυτής της δόμησης είναι φτιαγμένοι με βάση τις γερμανικές προδιαγραφές DIN, κανόνες δηλαδή που γεννήθηκαν σε μια χώρα ελάχιστα σεισμογενή» καταγγέλλει ο κ. Δ. Παπανικολάου. Επίσης δεν είναι και τόσο ενθουσιασμένος που οι τεχνίτες τώρα δουλεύουν το μπετόν, ένα πολύ εύκολο υλικό ώστε να χτίζουμε με αυτό τα πάντα. «Το μπετόν κάνει εύκολο το χτίσιμο, αφαίρεσε όμως από τις ομάδες των χτιστών την εξάσκηση για την απόκτηση γνώσης επάνω στα υλικά. Ο καθένας λοιπόν μπορεί να χτίσει με το μπετόν, ένα υλικό όμως εξαιρετικά τρωτό από τον σεισμό».
Η πιο τέλεια αντισεισμική κατασκευή φυσικά θα ήταν ένα τεράστιο πλοίο με αμέτρητους κατοίκους να ταξιδεύει στον ωκεανό. Το αμέσως επόμενο που μπορούμε να κάνουμε είναι να απομονώσουμε από το κινούμενο έδαφος την ανωδομή, δηλαδή ό,τι είναι επάνω από τη Γη σε ένα κτίριο. Το πρώτο χτύπημα του σεισμού πρέπει χάρη στην τριβή να αποσβέννυται από την κίνηση δύο οριζοντίων στρωμάτων στη βάση του όποιου κτιρίου.
«Για να επιτύχουμε κάτι τέτοιο» εξηγεί ο κ. Δ. Παπανικολάου«κατασκευάζουμε πρώτα μια πλάκα από μπετόν στο έδαφος και μια δεύτερη από επάνω. Εκεί όμως όπου θα ακουμπήσουν οι κολόνες στην επάνω πλάκα έχουμε φροντίσει από πριν ανάμεσα στις δύο πλάκες να έχουν τοποθετηθεί τα λεγόμενα ελαστικά εφέδρανα. Δηλαδή κύβοι ύψους πέντε εκατοστών περίπου, να θυμίζουν το γλυκό μιλφέιγ, καθώς στρώματα από υλικό νεοπρέν πάχους ενός εκατοστού εναλλάσσονται με λάμες μεταλλικές των δύο χιλιοστών! Αυτή η σεισμική ενεργητική μόνωση δεν συνηθίζεται πολύ στα κτίρια ενώ αντίθετα έτσι είναι φτιαγμένες όλες οι γέφυρες». Στην ουσία δηλαδή ακολουθούμε τη μέθοδο του τζούντο ή του ζίου ζίτσου, όπου υποχωρώντας ελαφρά στην επίθεση ενός ισχυρού αντιπάλου καταφέρνουμε τελικά να τον εξασθενίσουμε.
Αντίθετα ο νέος κανονισμός, ο οποίος θα απαιτεί περισσότερα σίδερα και μπετόν, άρα μεγαλύτερη μάζα, θα αυξάνει την αδράνεια του κτιρίου στον σεισμό, οπότε αυτό θα πέφτει πιο εύκολα. Είναι γνωστό άλλωστε ότι το σπίτι στους Θρακομακεδόνες κάποιου ιδιοκτήτη μιας από τις μεγαλύτερες κατασκευαστικές εταιρείες βγήκε κόκκινο, αν και τα σίδερα και το μπετόν για το χτίσιμό του, όπως μπορεί να φαντασθεί ο καθένας, ήταν παραπάνω από μπόλικα.
Να «ξεφορτώσουμε» τα κτίρια
Πριν από λίγο καιρό στο παγκόσμιο συνέδριο του Πεκίνου ο διάσημος αρχιτέκτονας Ζαν Νουβέλ επανέλαβε μια σημαντική πρόταση, διατυπωμένη παλαιότερα και από τον Μπάκμινστερ Φούλερ: Πρέπει να μειώσουμε αποφασιστικά το φορτίο των κτιρίων.
Οι κατασκευαστές ξέρουν φυσικά ότι μειώνοντας το φορτίο οι θόρυβοι διαπερνούν τους τοίχους και γίνονται αφόρητοι για τους γείτονες, άρα πρέπει να διαθέτουν και πολλές άλλες γνώσεις γύρω από τη διάδοση των ήχων για να ενστερνισθούν αυτή την πρόταση. Επίσης το να καταφύγουμε στις σκέτες σιδηροκατασκευές είναι αδύνατον, αφού σε περίπτωση πυρκαϊάς, αντίθετα από ό,τι συμβαίνει με το μπετόν, απορροφάται μεγάλο ποσό θερμότητας και η μεταλλική κατασκευή λιώνει κυριολεκτικά. Ετσι τώρα σκεφτόμαστε τη λύση των σύμμεικτων κατασκευών, όπου χρησιμοποιείται ο σίδηρος, ένα ανθεκτικό υλικό, αλλά για να είναι η κατασκευή και ασφαλής στη φωτιά, μέσα στις διατομές του σιδήρου χύνεται μπετόν, για να αυξηθεί η θερμοχωρητικότητα και η αντοχή στις συνθλίψεις. Ακόμη όμως στην Ελλάδα δεν έχουν γίνει πολλά βήματα προς αυτή την κατεύθυνση. Το τσιμέντο ευνοείται προς το παρόν αφάνταστα όντας ένα βασικό εγχώριο προϊόν, αν και είναι ουσιαστικά δαπανηρό για την εθνική οικονομία, αφού χρειάζεται μεγάλη κατανάλωση πετρελαίου ώσπου να είναι έτοιμο για συσκευασία στη σακούλα. Ετσι ενώ γνωρίζουμε αρκετά αποτελεσματικές μεθόδους αντισεισμικής προστασίας από τον καιρό των αρχαίων προγόνων μας, με βάση την αρχή της ήπιας αντίστασης, εμείς συνεχίζουμε αμετανόητοι να χτίζουμε όπως χτίζουμε, ορθώνοντας όλο και πιο άκαμπτα κτίσματα, προκαλώντας αδέξια τον Εγκέλαδο να γίνει ακόμη πιο φονικός!
