Technologie umożliwiające szybki powrót do normy po katastrofie naturalnej
Katastrofy naturalne występują coraz częściej. Trzęsienia ziemi i powodzie, erupcje wulkanów, huragany czy pożary lasów to najbardziej odczuwalny dla nas skutek zmian klimatycznych, jednak jak dotąd nie potrafimy radzić sobie z tymi wyzwaniami inaczej niż płacąc rachunek za szkody. Wg danych ONZ od 1991 do 2010 roku na działania po wystąpieniu katastrof naturalnych wydano pięć razy więcej niż na działania mające na celu zmniejszenie ryzyka ich wystąpienia. Skutki braku odpowiednich planów działania są często tragiczne: W 2005 roku huragan Katrina uderzył w amerykańskie wybrzeże Zatoki Meksykańskiej. Wały przeciwpowodziowe w Nowym Orleanie zostały przerwane w kilku miejscach, co spowodowało poważne uszkodzenia konstrukcyjne wielu budynków znajdujących się w bezpośrednim pobliżu tych miejsc. Pod wodą znalazło się około trzech czwartych miasta. W wyniku spiętrzenia się wody zniszczonych zostało wiele mostów, uszkodzeniom uległy również zakłady przemysłowe, w tym porty czy zakłady petrochemiczne. „Bezprecedensowy stan wyjątkowy wprowadzony po przejściu huraganu Katrina przypomniał nam, że niezbędne jest podjęcie działań mających na celu ochronę przed zagrożeniami niesionymi przez katastrofy naturalne, a nie tylko przed zagrożeniami spowodowanymi działalnością człowieka” – mówi prof. Gian Paolo Cimellaro, starszy wykładowca na Wydziale Konstrukcji budowlanych, Geotechniki i Budownictwa Politechniki w Turynie, koordynator projektu IRUSAT (Improving Resilience of Urban Societies through Advanced Technologies). Oznacza to, że społeczność naukowa na poważnie zajęła się koncepcją odporności miast na katastrofy naturalne. „Obecnie istnieje już kilka strategii łagodzących, ukierunkowanych na poprawę funkcjonowania infrastruktur. Strategie te można poprzeć zastosowaniem nowoczesnych technologii, np. izolacji sejsmicznej fundamentów mostów, połączonych z systemami pasywnymi, jak tłumiki lepkościowe czy tłumiki histeretyczne” – kontynuuje prof. Cimellaro. „Jednak mimo że te metody pozwalają zredukować stopień fizycznych zniszczeń spowodowanych katastrofami naturalnymi, ostatnie zdarzenia pokazują, że zniszczeń tych nie da się uniknąć. I tu właśnie niezbędna jest odporność, czyli zdolność do powrót do normy po kryzysie”. Przewidywanie finansowych skutków katastrof Opracowanie odpowiedniej strategii odporności nie jest łatwym zadaniem. Ponieważ nasze społeczeństwo polega na coraz bardziej współzależnych systemach, strategie odporności muszą w pierwszej kolejności uwzględniać ryzyko wystąpienia efektu domina. Dla każdej społeczności lokalnej lub regionalnej trzeba zidentyfikować i wyeliminować słabe punkty systemu gospodarczego, co pozwoli wzmocnić odporność ekonomiczną w obliczu katastrofy naturalnej. IRUSAT proponuje model, który pozwala to osiągnąć, dokładnie jak wyjaśnił to prof. Cimellaro. „Nasz model, zastosowany w obszarze Zatoki San Francisco, opisuje ekonomiczne skutki katastrof naturalnych i objaśnia, co należy uwzględnić podczas przewidywania kosztów, skupiając się przede wszystkim na współzależnościach ekonomicznych między przemysłem a systemami bezpieczeństwa”. Model ten korzysta z wielu źródeł: rzeczywistych danych gospodarczych opracowanych na podstawie analiz konkretnych katastrof naturalnych, zawartych w bazie danych HAZUS danych dotyczących szkód oraz wskaźnika odporności gospodarczej obliczonego na potrzeby programu ramowego PEOPLES. Dla każdego uwzględnionego sektora gospodarki przeprowadzana jest osobna analiza wrażliwości, pozwalająca obliczyć końcowy wskaźnik globalnej odporności gospodarczej. Jednym z ważniejszych wyników uzyskanych na podstawie modelu są tzw. „krzywe autonomii”: „Obliczamy je, wykorzystując prawdopodobieństwo zamknięcia firm uzyskane na podstawie analiz tych firm i symulacji przeprowadzonych dla badanego obszaru” – wyjaśnia prof. Cimellaro. Dzięki tej pracy zespół stworzył model wirtualnego miasta – IDEALCITY – pozwalający przeprowadzać symulacje współzależności najważniejszych infrastruktur w razie sytuacji kryzysowej spowodowanej wystąpieniem zjawisk ekstremalnych. Model ten pomoże decydentom opracowywać strategie wzmocnienia istniejących systemów lokalnych i regionalnych. „Powinniśmy skupić się bardziej na strategiach odbudowy i postarać się zwiększyć tempo powrotu do normalności oraz skrócić czas, w jakim dana infrastruktura jest niedostępna. Aby to osiągnąć, podejmowane przez nas działania muszą być ukierunkowane zarówno na zmniejszanie ryzyka powstania uszkodzeń konstrukcyjnych i niekonstrukcyjnych, ale również na poprawę sprawności reagowania odpowiednich służb, w tym straży pożarnej, policji czy ochrony cywilnej”. Technologie pomocne w sytuacjach zagrożenia Głównym osiągnięciem projektu IRUSAT w tym zakresie jest opracowanie opaski na rękę oraz zindywidualizowanego systemu „Structural health monitoring” (SHM) do zarządzania kryzysowego. W pełni niezależny od zasilania zewnętrznego i zewnętrznych sieci komunikacyjnych system umożliwia precyzyjne ustalanie pozycji w pomieszczeniach zamkniętych. Rozwiązanie to może okazać się niezwykle przydatne np. dla wchodzących do płonących budynków strażaków, którzy w innym przypadku mogliby stracić poczucie kierunku. „Planujemy przetestować tę technologię, umieszczając noszących opaskę ochotników na stole wstrząsowym. W ten sposób sprawdzimy, jak urządzenie radzi sobie z gromadzeniem i przesyłaniem danych na częstotliwości radiowej przy silnych wstrząsach” – wyjaśnia prof. Cimellaro. „Planujemy również symulacje na dużą skalę, co pozwoli nam oszacować sprawność systemu w większym środowisku i przy dużej liczbie użytkowników; o udział w testach poprosiliśmy również strażaków z regionu Piemont we Włoszech”. Oprócz wprowadzenia urządzenia na rynek zespół ma nadzieję stworzyć wirtualne miasto, w którym służby ratunkowe będą mogły sprawdzać i usprawniać swoje działania. „W przyszłości to narzędzie będzie wspomagać podejmowanie decyzji w czasie rzeczywistym, zaś decydenci będą mogli sprawdzić oddziaływanie podjętych w sytuacji zagrożenia decyzji na złożone systemy w rodzaju społeczności” – podsumowuje prof. Cimellaro.
Słowa kluczowe
IRUSAT, katastrofa naturalna, odbudowa, urządzenie inteligentne, trzęsienie ziemi, powódź, wybuch wulkanu, pożary lasów, huragan, nagły wypadek, Katrina, odporność, infrastruktura, HAZUS, program ramowy PEOPLES, IDEALCITY, uszkodzenia konstrukcji, wirtualne miasto
