Σεισμική Μόνωση - Το μυστικό των αρχαίων κτισμάτων

Τα τελευταία χρόνια είναι χρόνια κατακλυσμιαίων καταστροφών. Κύρια πηγή τους… ο Εγκέλαδος. Χώρες όπως η Αϊτή, είδαν πόλεις τους να ισοπεδώνονται μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα. Χιλιάδες οι ανθρώπινες απώλειες, ανυπολόγιστο το ύψος των καταστροφών. Μεγάλα πλήγματα δέχθηκαν επίσης η Χιλή, η Ιαπωνία, η Ινδονησία, η Κίνα, και το Μεξικό.

Η δομική τεχνολογία -ως επιστήμη- ανέκαθεν αναζητούσε την απάντηση στο θέμα της τέλειας σεισμικής μόνωσης και ασφάλειας των κτιρίων. Πολλές έρευνες διενεργήθηκαν κι ακόμη περισσότερα χρήματα δαπανήθηκαν, προκειμένου χώρες με βαρύ ιστορικό σεισμικών καταστροφών, να βρουν εκείνη τη φόρμουλα που θα επιτρέψει στους πολίτες, ακόμη και της πλέον σεισμογενούς περιοχής, να κοιμούνται ήσυχα και χωρίς το βασανιστικό φόβο μιας πιθανής επιδρομής του Εγκέλαδου.

Μήπως όμως τα πιο πολύτιμα πράγματα, είναι τελικά και τα πιο απλά; Μήπως η απάντηση στην πολύχρονη και πολυδάπανη αυτή αναζήτηση, βρίσκεται πιο κοντά απ’ όσο νομίζαμε; Παίρνοντας σαν παράδειγμα την κοντινή Ελλάδα, θα δούμε ότι, αν και δεν ανήκει στην κόκκινη ζώνη σεισμογενών περιοχών (π.χ. Ιαπωνία), δεν είναι λίγα τα πλήγματα που δέχθηκε από σεισμούς που χτύπησαν κατά καιρούς διάφορες περιοχές της (π.χ. Πάτρα, Καλαμάτα, Αττική, Ζάκυνθο κλπ.).

Το παράδοξο, όμως, εντοπίζεται στο γεγονός ότι, ενώ στην Ελλάδα από ισχυρούς σεισμούς έχουν πέσει εργοστάσια, έχουν καταρρεύσει πολυώροφα κτίρια, μονοκατοικίες έχουν γίνει ερείπια, ένα από τα αρχαιότερα και σπουδαιότερα κτίσματα του κόσμου, ο Παρθενώνας, εξακολουθεί να παραμένει όρθιος και άθικτος!

Μήπως τελικά, αντί να ψάχνουμε την απάντηση ανάμεσα στα τεχνολογικά επιτεύγματα του 21ου αιώνα, θα πρέπει να μελετήσουμε περισσότερο τη δομική τεχνολογία των αρχαίων ημών προγόνων; Κάποιοι που εδώ και χρόνια έχουν συνειδητοποιήσει τη σημαντικότητα τέτοιων οικοδομημάτων, δεν παραλείπουν στις έρευνές τους, να «κλέβουν» λίγη από τη γνώση αρχαίων πολιτισμών (Ελλήνων, Περσών, Βαβυλωνίων, Αιγυπτίων) και να την υιοθετούν στο σήμερα.

Ο αγέρωχος Παρθενώνας

Ο Παρθενώνας χτίστηκε στα μέσα του 5ου αι. π.Χ. προς τιμή της προστάτιδος της πόλης, θεάς Αθηνάς, και αποτέλεσε το επιστέγασμα της συνεργασίας σημαντικών αρχιτεκτόνων και γλυπτών εκείνης της εποχής.

Στην προσπάθειά μας να μελετήσουμε το μυστικό της δομικής τεχνολογίας του, συνομιλήσαμε με την Πολιτικό Μηχανικό, Νίκη Τιμοθέου, η οποία και μας πληροφόρησε ότι μελέτες της όλης αρχιτεκτονικής και δομικής του φόρμας, κατέδειξαν πως οι αρχαίοι είχαν από τότε ανακαλύψει, αυτό που σήμερα ονομάζουμε σεισμική μόνωση.

Ο ναός αυτός, σύμφωνα με την κ. Τιμοθέου, κοντράρει επιτυχώς τη θεωρία της σύγχρονης πολιτικής μηχανικής, διότι χωρίς να έχει καν θεμέλια, είναι τριπλά μονωμένος σεισμικά! Αυτή η τριπλή μόνωση, όπως μας εξήγησε, εντοπίζεται σε διαφορετικά σημεία του οικοδομήματος.

Το πρώτο σημείο βρίσκεται στις στρώσεις τεράστιων οριζόντιων και εξαιρετικά λείων μαρμάρων πάνω στις οποίες πατάει ο Παρθενώνας.

Το δεύτερο παρατηρείται στους μεταλλικούς ελαστικούς συνδέσμους οι οποίοι συνδέουν τις πλάκες κάθε στρώματος, και που στο κέντρο τους εντοπίζονται μικροί σιδηροπάσσαλοι γύρω από τους οποίους έχει χυθεί μολύβι (το μολύβι έχει την ιδιότητα να προστατεύει το σίδηρο από τη σκουριά και να εξασθενεί με την ελαστικότητά του, το όποιο κύμα, αφού μέρος της κινητικής του αυτής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική).

Και το τρίτο εντοπίζεται στις κολώνες του κτίσματος, οι οποίες δεν τοποθετήθηκαν μονοκόμματες, αφού οι αρχαίοι Έλληνας ήξεραν πως για να αντέξουν στους κραδασμούς της γης, θα έπρεπε να τοποθετηθούν σε φέτες μαρμάρου, τέλεια εφαρμοσμένες η μία πάνω στην άλλη.

Το αποτέλεσμα αυτής της τριπλής μονωτικής φόρμουλας, όπως σημείωσε η κ. Τιμοθέου, ήταν τα επιφανειακά σεισμικά κύματα να κινούν το ένα στρώμα των μαρμάρινων πλακών, επάνω στο άλλο, την ίδια ώρα που οι σύνδεσμοι εκτόνωναν την κινητική ενέργεια που ανέπτυσσε ο Εγκέλαδος. Οι κολώνες -τέλος- με τον τρόπο που ήταν τοποθετημένες, επέτρεπαν στο όλο οικοδόμημα να ταλαντώνεται, αλλά να μην καταρρέει!

Η σύγχρονη σεισμική μόνωση

Μέσα λοιπόν απ’ αυτά τα μάρμαρα, οι παππούδες μας, φωνάζουν πως αυτό που χρειαζόμαστε δεν είναι βαθιά θεμέλια, πολύ μπετόν και σίδερα, αλλά το αντίθετο! Όταν ένα ιστιοφόρο βρεθεί σε κόντρα άνεμο, δεν μπαίνει σε διαδικασία σύγκρουσης, τουναντίον, κατεβάζει πανιά κι αφήνει τη δύναμη του ανέμου να εκτονωθεί.

Ακριβώς το ίδιο γίνεται και με το σεισμό. Οι τεράστιες ποσότητες άκαμπτων και ανελαστικών υλικών, όπως το μπετόν και τα βαθιά θεμέλια, δημιουργούν μια ασπίδα προστασίας, η οποία όμως έρχεται σε μετωπική σύγκρουση με την ανίκητη δύναμη της φύσης, με αποτέλεσμα τα ανθρώπινα δημιουργήματα να καταρρέουν. Ωστόσο, αν επιτρέπαμε στον Εγκέλαδο να μας «ταρακουνήσει» με ασφάλεια, μέσα από ένα δομικό μηχανισμό βασισμένο στη θεωρία του Παρθενώνα, τότε θα ήταν σχεδόν αδύνατο να μας ισοπεδώσει.

Συγκεκριμένα, η τεράστια ενέργεια που απελευθερώνει ένας σεισμός, θα πρέπει με κάποιο τρόπο να αποσβέννυται, προκειμένου να μην προκαλεί -εξαιτίας της αδράνειας του κτιρίου- κατάρρευση.

Για να γίνει αυτό, θα πρέπει με κάποιο τρόπο, μέρος της ενέργειας αυτής, να μετατραπεί -μέσω τριβής- σε θερμική. Για να έχουμε τριβή θα πρέπει να έχουμε και δύο σώματα, στην προκειμένη περίπτωση δύο πλάκες από μπετόν, η μία πάνω στην άλλη, και ενδιάμεσά τους τα γνωστά ελαστικά εφέδρανα. Αυτού του είδους η σεισμική μόνωση, παρόλο ότι χρησιμοποιείται κατά κόρον στην κατασκευή γεφυρών, στα κτίρια δεν συνηθίζεται.

Το μυστικό λοιπόν του Παρθενώνα θα μπορούσε με πολύ απλά λόγια να ειπωθεί και μέσα από τη γνωστή ρήση: «μη δίνεις γροθιά στο μαχαίρι»! Αν -λοιπόν- πάψουμε κι εμείς την τακτική της χρησιμοποίησης μεγάλων ποσοτήτων άκαμπτων υλικών προκαλώντας τον Εγκέλαδο, και ενστερνιστούμε τη θεωρία της ήπιας αντίστασης, σίγουρα εικόνες καταστροφής όπως αυτές που είδαμε πρόσφατα, θα γίνονται ολοένα και σπανιότερες.