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. f7z18zr
Miscarea acestor placi se realizeaza prin :
· subductie
O placa, cel mai adesea placa oceanica se scufunda sub o alta; (Cercul de foc
al Pacificului)
· coliziune
Doua placi se ciocnesc ; ( Himalaya..)
· alunecare
Doua placi adiacente aluneca orizontal in lungul unei falii ; ( falia
San-Andreas in California)
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.
· Conform anumitor surse, in 1976, in China, in provincia
Tangshan un cutremur a determinat moartea a 800 000 de oameni.
· In decembrie 1988 un cutremur a distrus orasul Spitak si a facut
mai mult de 25 000 de victime.
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.