Zwiększanie odporności miast na trzęsienia ziemi
Skutki trzęsień ziemi są najbardziej dotkliwe na obszarach miejskich. Zagrożenie to dotyczy wielu europejskich miast. Większe zagęszczenie budynków, ludzi i infrastruktury oraz koncentracja władzy politycznej i gospodarczej prowadzą do większych strat ludzkich i gospodarczych, gdy dojdzie do katastrofy. W obliczu postępującej urbanizacji ograniczanie tych zagrożeń ma kluczowe znaczenie dla naszej przyszłości. Zespół projektu URBASIS, realizowanego przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, podjął ważne kroki mające na celu sprostanie temu wyzwaniu. Badacze przeanalizowali czynniki wpływające na ograniczenie skutków przyszłych trzęsień ziemi na obszarach miejskich. W tym celu w ramach projektu URBASIS powstała multidyscyplinarna platforma szkoleniowa dla badaczy na wczesnym etapie kariery, która umożliwiła im prowadzenie przełomowych badań przy jednoczesnym zdobywaniu umiejętności potrzebnych do rozpoznawania tych zagrożeń i radzenia sobie z nimi. „W ramach projektu udało się zbudować rozległą bazę wiedzy na temat wszystkich zagadnień, które należy wziąć pod uwagę w przypadku tkanki miejskiej – sejsmologii, dynamiki konstrukcji, zagrożeń naturalnych, ubezpieczeń, a także procesów decyzyjnych”, mówi Philippe Guéguen, dyrektor ds. badań Université Grenoble Alpes, uczelni będącej gospodarzem projektu.
Uwzględnienie tkanki miejskiej
Jak wyjaśnia Guéguen, przyjęcie tkanki miejskiej za punkt wyjścia samo w sobie stanowi kluczową innowację. Ocenę zagrożenia sejsmicznego przeprowadza się bowiem zwykle bez rozróżnienia na poszczególne regiony geograficzne, nie wyodrębniając najbardziej narażonych obszarów. „Nasz zespół wyszedł z założenia, że tkanka miejska powinna stanowić przekrojowy element w procesie określania zagrożenia, podatności i ryzyka”, zauważa badacz. Zagrożenie trzęsieniami ziemi to parametr opisujący oczekiwany poziom wstrząsów na powierzchni ziemi spowodowanych potencjalnymi przyszłymi trzęsieniami ziemi, z kolei podatność określa potencjalne straty przy danym poziomie wstrząsów, na przykład ze względu na gęstość zaludnienia lub wytrzymałość budynków. Ryzyko trzęsienia ziemi opisuje oczekiwane skutki potencjalnych trzęsień ziemi dotyczące terenów zabudowanych oraz dobrostanu ludzi. Większe ryzyko sejsmiczne wynikające z występowania budynków i ludzi może wydawać się oczywiste, jednak sam fakt zabudowania terenu może również wpływać na poziom zagrożenia. Dotyczy to zarówno zjawisk sejsmicznych wynikających z działalności człowieka, jak i zagrożeń związanych z oddziaływaniem terenów zabudowanych na fale sejsmiczne w związku z warunkami terenowymi, właściwościami budynków oraz kształtami.
Lepsze możliwości prognozowania
„Badania przeprowadzone w ramach projektu URBASIS obejmowały określenie modeli przewidywania ruchów gruntu w pobliżu obszarów miejskich związanych z sejsmicznością spowodowaną przez człowieka, wywołaną na przykład przez odwierty geotermalne”, zauważa Guéguen. Naukowcy wykorzystali również podejścia oparte na fizyce, aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób miasto może zachowywać się jak metamateriał, a budynki działać jak rezonatory zatrzymujące niewielką część fal. Kolejnym kluczowym przedmiotem badań było zastosowanie sztucznej inteligencji do poprawy prognoz. Członkowie projektu URBASIS zastosowali modele sztucznej inteligencji w celu analizy otwartych danych charakteryzujących obszary miejskie, aby przeprowadzić symulację konsekwencji trzęsienia ziemi i dokonać dokładnych prognoz, demonstrując przydatność takich modeli.
Od wiedzy do innowacji
Guéguen uważa, że unikalna forma współpracy między badaczami na wczesnym etapie kariery oraz innym ekspertami, którą umożliwia multidyscyplinarna platforma szkoleniowa, przynosi wiele korzyści. „Wspieranie ścisłej współpracy między fizykami, sejsmologami, inżynierami i innymi specjalistami pomogło nam promować zaawansowane metody obliczeniowe i teoretyczne”, mówi. „Oprócz promowania doskonałości naukowej, zacieśnienie współpracy między sektorami akademickim i prywatnym umożliwia nam przełożenie wiedzy na innowacyjne rozwiązania w oparciu o potrzeby wyrażane przez podmioty takie jak organizacje pozarządowe, ubezpieczyciele i decydenci”.
Słowa kluczowe
URBASIS, trzęsienia ziemi, urbanizacja, sejsmologia, zagrożenie trzęsieniami ziemi, ryzyko trzęsienia ziemi, modele SI, multidyscyplinarna platforma szkoleniowa, naukowcy na wczesnym etapie kariery