Αντισεισμική μηχανική και υποδομές ενέργειας

Του Βαγγέλη Ματράγκου*

info@neteng.gr

Στις εργασίες του 18ου Παγκόσμιου Συνεδρίου Αντισεισμικής Μηχανικής στο Μιλάνο, με τη συμμετοχή  4250 συνέδρων από 82 χώρες, παρουσιάστηκαν οι σύγχρονες τάσεις και οι τεχνολογικές εξελίξεις στην αντισεισμική μηχανική. Ως ιδιαίτερης σημασίας αναδείχθηκε η θωράκιση των μονάδων παραγωγής και μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας, με σημείο αναφοράς τον σεισμό της Τουρκίας του 2023 και τα διδάγματα για την ενεργειακή ασφάλεια, σε πληγείσα περιοχή μετά από μεγάλη φυσική καταστροφή.  

Το 18ο Παγκόσμιο Συνέδριο Αντισεισμικής Μηχανικής (18ο Work Coherence on Earthquake Engineering – WCEE 2024), έλαβε χώρα στο Μιλάνο μεταξύ 30 Ιουνίου και 5 Ιουλίου 2024. Αποτελεί το πλέον σημαντικό συνέδριο στον τομέα των πολιτικών μηχανικών και έλαβαν μέρος 4250 σύνεδροι από 82 χώρες, αναδεικνύοντάς το, ως το πολυπληθέστερο στην ιστορία.

Ελληνική συμμετοχή για Αντισεισμική Αποκατάσταση του Αδριάνειου Υδραγωγείου

Στο Συνέδριο του Μιλάνου συμμετείχαμε με εργασία,  (ο γράφων Βαγγέλης Ματράγκος), μαζί με δύο αξιόλογους συνεργάτες, τον Πολιτικό Μηχανικό Χρήστο Γιαρλέλη, της EQUIDAS, και τον Αλέξη Ράνιο, Ηλεκτρολόγο Μηχανικό Διευθυντή Κτιριακών έργων της ΕΥΔΑΠ. Παρουσιάσαμε την  εργασία μας με θέμα την Αντισεισμική Αποκατάσταση του Αδριάνειου Υδραγωγείου της Αθήνας,  με ακριβή τίτλο:  «THE SEISMIC REHABILITATION OF THE HADRIAN’S RESERVOIR IN ATHENS».

Σημείο αναφοράς ο μεγάλος σεισμός της Τουρκίας

Οι εργασίες του διεθνούς συνεδρίου, όπως ήταν αναμενόμενο σε μεγάλο μέρος τους επικεντρώθηκαν στον καταστρεπτικό σεισμό της Τουρκίας, που συνέβη πριν  περίπου ενάμιση χρόνο και ταυτοχρόνως ανέδειξαν σε διεθνές επίπεδο τις σύγχρονες τάσεις και τις τεχνολογικές εξελίξεις  στην αντισεισμική μηχανική. Στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος του πολυπληθούς επιστημονικού σώματος των εισηγητών και  συνέδρων  βρέθηκαν πολλές και σημαντικές  εργασίες στο τομέα καταρχάς του σχεδιασμού με βάση τη συμπεριφορά (performancebaseddesign), στην χρήση της τεχνητής νοημοσύνης στην ασφάλεια των κατασκευών, αλλά και στην πιθανολογική ανάλυση σεισμικού κινδύνου, Probabilistic Seismic Hazard Analysis.

Η σπουδαιότητα της αντισεισμικής θωράκισης των ενεργειακών υποδομών

Ιδιαίτερου ενδιαφέροντος κρίνεται μεταξύ των πολλών άλλων η εργασία που παρουσιάστηκε στο  18ο WCEE 2024 στο Μιλάνο, σχετικά με την συμπεριφορά των μονάδων παραγωγής και μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας κατά τον σεισμό της Τουρκίας στην πληγείσα περιοχή.

Γενικά δεν υπάρχουν πολλές αντίστοιχες εργασίες για τόσο μεγάλες δονήσεις και η εργασία αυτή των R. Cappa, B. Gurdul Erkal, O. Akinci, G. Hardy, R. Choromokos, J. Richards με τίτλο “2023 TURKEY EARTHQUAKE SEQUENCE –LESSONS LEARNED FROM A REVIEW OF THE PERFORMANCE OF POWER FACILITIES περιγράφει ένα εξαιρετικό οδοιπορικό μετά τους σεισμούς.

Από τα ευρήματα της εργασίας προκύπτει η σπουδαιότητα στην θωράκιση  των ενεργειακών  υποδομών, για την άμεση ανακούφιση των πληγέντων μετά από ένα τόσο μεγάλο και καταστροφικό σεισμικό γεγονός, που αποτελεί αντικείμενο όχι μόνο των πολιτικών μηχανικών αλλά όλων των ειδικοτήτων τόσο μηχανολόγων και ηλεκτρολόγων, όσο και όσων ασχολούνται με την αλυσίδα εφοδιασμού και την διαχείριση κρίσεων.

Το δίκτυο της περιοχής της Ν. Τουρκίας που χτυπήθηκε από τους σεισμούς με επίκεντρο τις πόλεις Γκαζιαντέπ και Πάζαρτζικ, αποτελείται από θερμικούς σταθμούς Φυσικού Αερίου  και λιγνίτη και υδροηλεκτρικούς σταθμούς.

Στο Ισκεντερούν η λιγνιτική μονάδα αποτελείται από 2 υπομονάδες, εκ των οποίων μόνο η μία βρίσκονταν σε λειτουργία και είναι αυτή, η οποία υπέστη τις μεγαλύτερες ζημιές. Η μονάδα η οποία ήταν εκτός λειτουργίας μπήκε σε λειτουργία 30 ημέρες μετά τον σεισμό. Η μονάδα που ήταν σε λειτουργία κατά τον σεισμό έκλεισε μετά για επισκευή.

Η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο, επανήλθε 5 με 6 ημέρες μετά το σεισμό, ενώ οι γεννήτριες προστασίας των στροβιλοσυμπιεστών μπήκαν άμεσα σε λειτουργία.

Η πιο σημαντικές κατασκευές είναι θεμελιωμένες σε πασσάλους διαμέτρου 80εκ και μήκους 32-45μ.

Υπήρξαν πολλές ζημιές σε περιφερειακά συστήματα, όπως μπαταρίες, ηλεκτρικά πάνελ μετασχηματιστές κλπ., όπως και στις 4μ διαμέτρου υπόγειες σωλήνες που μεταφέρουν θαλασσινό νερό για ψύξη στο εργοστάσιο, κατασκευασμένες από Glass Reinforced Plastic (GRP), κυρίως στις συνδέσεις μεταξύ των τμημάτων.

Στο Αφσίν υπάρχουν 2 λιγνιτικές μονάδες μία κρατική και μία ιδιωτική.

Αν και όλες οι μονάδες λειτούργησαν ξανά 6 εβδομάδες μετά τον σεισμό, το δίκτυο επανήλθε μετά από μία ημέρα.

Η σημαντικότερη αιτία για την καθυστέρηση στην επαναλειτουργία της ιδιωτικής μονάδας, ήταν η έλλειψη τεχνικών για να εκτελέσουν τους ελέγχους ασφαλείας πριν τεθεί ξανά σε λειτουργία, λόγω της απομακρυσμένης θέσης της.

Μόνο οι οπτικοί έλεγχοι διήρκησαν ένα μήνα. Η κρατική δίδυμη μονάδα τέθηκε σε λειτουργία 3 μήνες μετά, λόγω της έλλειψης προσωπικού, μιας και έφυγαν για να συναντηθούν με τις οικογένειές τους. Οι επισκευές καθυστέρησαν λόγω τις διακοπής της αλυσίδας εφοδιασμού.

Τα υδροηλεκτρικά εργοστάσια τα οποία δεν είχαν δυνατότητα αυτοδύναμης εκκίνησης, δηλαδή αυτά που πρέπει να τροφοδοτηθούν από το δίκτυο με ηλεκτρική ενέργεια για να εκκινήσουν, τέθηκαν σε λειτουργία μετά από 3 με 6 ημέρες και γενικά συμπεριφέρθηκαν πολύ καλά.

Σε ό,τι αφορά τους υποσταθμούς στην περιοχή, οι οποίοι υπέστησαν επιταχύνσεις της τάξης του 1.37g!, οι ζημιές ήταν κυρίως λόγω των καταρρεύσεων των κτιρίων στους οποίους στεγάζονταν και της ανεπαρκούς αγκύρωσής τους και όχι από αστοχία των ίδιων των υποσταθμών.

Οι έξι θεματικοί άξονες των τεχνολογικών εξελίξεων αντισεισμικής μηχανικής

Ειδικότερα το 18ο Παγκόσμιο Συνέδριο Αντισεισμικής μηχανικής (WCEE 2024) ανέδειξε σημαντικές τάσεις και καινοτομίες στον τομέα της σεισμικής μηχανικής. Οι γενικές κατευθύνσεις των θεμάτων του συνεδρίου ήταν οι εξής:

1. Αξιολόγηση Σεισμικών Κινδύνων:

→Προηγμένες τεχνικές ανάλυσης σεισμικών κινδύνων, όπως η μοντελοποίηση πηγών σεισμών και των εδαφικών κινήσεων.

→Ανάπτυξη εθνικών μοντέλων σεισμικού κινδύνου για ενίσχυση της ανθεκτικότητας μέσω κανονισμών και δράσεων αποκατάστασης​.

2. Σεισμική Μόνωση και Απόσβεση Σεισμικών Κραδασμών:

→Έρευνα για οικονομικά αποδοτικά συστήματα σεισμικής μόνωσης

→Καινοτομίες σε συσκευές απόσβεσης ενέργειας για βελτίωση της αντοχής των κατασκευών.​

3. Νέα Υλικά και Κατασκευαστικές Μέθοδοι:

→Χρήση χάλυβα υψηλής αντοχής και εκτύπωση τοιχίων από σκυρόδεμα με τεχνολογία 3D.

→Δοκιμές σεισμικών δονήσεων και μελέτες για την αντοχή κατασκευών σε μετασεισμικές πυρκαγιές.

4. Γεωτεχνικές Εξελίξεις:

→Σχεδιασμός για υπόγειες υποδομές και περιοχές με ρευστοποιήσιμα εδάφη.

→Χρήση μεταϋλικών (metamaterials) και γεωσυνθετικών για βελτίωση της αλληλεπίδρασης εδάφους-κατασκευών​.

5. Δεδομένα και Προσομοιώσεις:

→Χρήση συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης σεισμών και δεικτών παραμόρφωσης εδάφους για εκτιμήσεις μεγέθους σεισμού.

→Μελέτες προσομοίωσης για την εκκένωση και την ανθρώπινη συμπεριφορά κατά τη διάρκεια σεισμών​.

6. Αποστολές Παρατήρησης Μετά τον Σεισμό:

→Συμπεράσματα από πρόσφατους σεισμούς, όπως ο σεισμός του 2023 στην Τουρκία, για βελτίωση της αντοχής κτιρίων και συστημάτων.

Δείτε την εργασία για τις ενεργειακές υποδομές μετά το μεγάλο σεισμό στην Τουρκία: ΕΔΩ

*Βαγγέλης Ματράγκος, Πολιτικός Μηχανικός ΕΜΠ, MSc, Μέλος της Κεντρικής Αντιπροσωπείας ΤΕΕ