Erről kérdeztük Hegyi Dezsőt, a BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti Tanszékének vezetőjét és docensét.
hvg.hu: Szükségszerű, hogy egy, a Richter-skála szerinti 7,8-as erejű földrengést már nem bírnak ki az epicentrumhoz közeli épületek, vagy lehet olyan házat tervezni, amely még az ennél nagyobb erőknek is ellenáll?
Hegyi Dezső: Érdemes előbb pár szót ejteni a Richter-skáláról. Amikor azt mondjuk, hogy a földrengés valahol 7-es erősségű volt, akkor az nem azt jelenti, hogy a 6-os erősségűnél egy fokkal volt nagyobb, hanem azt, hogy tízszer olyan erős volt. Ez egy logaritmikus skála, nagyon nagy a különbség. Magyarországon az utolsó kettő nagy földrengés, az 1985-ös berhidai 4,9-es erősségű volt, a Dunaharasztiban 1956-ban történt rengés pedig 5,6-os.
A 2-es, 3-as földrengést nem nagyon vesszük észre, a 4-esnél viszont már látható károk tudnak keletkezni. Berhidán voltak kisebb-nagyobb épületsérülések, míg Dunaharasztiban már épületek dőltek össze. A közeli Taksonyban éppen akkor építették újjá a templomot a háború után, és körülbelül két hete szentelték föl, mikor jött a rengés, és a templom összedőlt.
Úgy becsüljük a történeti feljegyzések alapján, hogy Magyarország területén Szombathelyen történhetett az eddigi legerősebb rengés 476-ban, éppen a Római Birodalom felbomlásának évében, az egy 6-os fölötti erősségű lehetett. A 7,8-as erősségű rengés, mint amilyen Törökországban volt, már irtó erős, de Kaliforniában, Chilében, Japánban, Új-Zélandon még ennél is erősebbek, 8-as és 9-es erejű földrengések is előfordulnak.
hvg.hu: Mennyire bírják ki az ottani épületek a legdurvább megrázkódtatásokat?
H. D.: Azokban az országokban, ahol gyakran vannak ilyen léptékű rengések, egészen másként építenek házakat azért, hogy azok a legszélsőségesebb esetekben is állékonyak maradhassanak. Chilében a hatvanas években volt egy 8-asnál is erősebb földrengés, rettentő károk keletkeztek, ami miatt aztán teljesen újragondolták az építőipart, és azokhoz a stratégiákhoz nyúltak, amelyekkel rengésbiztosabbá lehetett tenni az épületeket. Stratégiai kérdés, hogy miként gondolkodunk a házak fölépítéséről, szerkesztési elveiről, de Törökországban még nem tették magukévá, és nem alkalmazták a tervezők, a jogalkotók, az emberek a ma már jól ismert, máshol rutinszerűen alkalmazott elveket. Ehhez hozzáadódik, hogy az építési szabályok betartásánál nincs akkora fegyelem, nincs akkora precizitás.
hvg.hu: Illetve, gondolom, ez azért pénz kérdése is. Feltételezem, hogy jóval költségesebb egy földrengésekre immunis épületet felhúzni, mint egy olyat, ami kevésbé stabil.
H. D.: Egy földrengésbiztos épületnek nem feltétlenül kell sokkal drágábbnak lennie, és amikor jön egy ilyen nagy rengés, és több ezer épület összeomlik, akkor el lehet gondolkodni azon, hogy mi is a drága. De ha már így szóba került: érdekes, hogy hol mit tekintenek drágának. Amerika középső részén gyakoriak a hurrikánok, tornádók, amelyek rendszeresen leradíroznak épületeket, mégis viszonylag kevés áldozatot követelnek. Kérdeztem amerikai mérnököket, hogy miért nem építenek olyan házakat, amelyek nem dőlnek össze, amikor végig söpör rajtuk egy tornádó. Erre azt mondták, sokkal olcsóbb, ha olyan favázas épületeket csinálnak, amelyeket ugyan tönkretesz a szél, de van bennük egy helyiség, mondjuk, a pince vagy egy lépcsőház az iskolaépületben, amely ellenáll, és védelmet nyújt. Az emberek így tudnak hova menekülni, hogy túléljék a vihart, a biztosító meg kifizeti a többi kárt, amiből aztán újrahúzzák a házakat.
Kaliforniában nincsenek tornádók, ott földrengések vannak, és ott is a favázas házakat részesítik előnyben, de teljesen más okból. A tornádókkal szemben a könnyűszerkezetes épületek kevésbé ellenállók, viszont a földrengés ellen igen, mert kicsi a tömegük és kedvező a szilárdságuk, a struktúrájuk. Ebből a szempontból a faszerkezetek viselkedése jobb, mint a téglaépületeké.
hvg.hu: Ezzel vissza is kanyarodhatunk a stratégiai alapelvekhez. Hogyan kell megcsinálni egy épületet úgy, hogy az ne dőljön össze, ha megmozdul alatta a föld?
H. D.: Ha a telefonját az élére állítva próbálja meg húzogatni az asztalon, akkor azt fogja észrevenni, hogy az könnyen felborul, míg mondjuk, ha egy virágcserépben egy magas, hosszú növényt ide-oda rángatunk, az hajlongani fog, de nem dől el. Ezzel illusztrálható a különbség a téglaház és a könnyű, karcsú, hajlékony elemekből épülő faház között. Az utóbbi egyszerűen elhajlik az erő elől. Ez az alapelve a japán, chilei, új-zélandi földrengésbiztos épületeknek: hajlékonnyá teszik őket, továbbá energiaelnyelő megoldásokat alkalmaznak. És ha össze is dől egy kisebb favázas épület, sokkal kisebb az esélye annak, hogy nagy sérülést okoz. Kicsit leegyszerűsítve egy pálcikából álló épület úgy dől össze, hogy közben ezek a pálcikák egymásnak feszülnek, egymásba akadnak. Amerikában az iskolában azt tanítják a gyerekeknek, hogy amikor földrengés van, be kell bújniuk az asztal alá, mert ugyan gyönge dolog egy asztal, de egy favázas épületben jó menekülési lehetőség. Ha egy betongerenda esik le, az összezúz mindent maga körül, hiába bújtam be az asztal alá.
Ugyanakkor a magasabb épületeket nem szokás fából építeni, azok főleg acél- és vasbetonvázasak, ahol az elemek találkozási pontjait úgy alakítják ki, hogy azok elnyeljék a földrengés energiáját. A csomópontokra olyan anyagot és olyan szerkesztési szabályokat választanak, amely nagy alakváltozást tud elszenvedni, és ahol a felgyülemlett alakváltozási energia nem töréshez vezet, hanem inkább hővé alakul.
Ezt valahogy úgy kell elképzelni, mint a bokszot. A könnyűsúlyú bokszmeccsen mint a bolhák, úgy ugrálnak a sportolók, hogy elhajoljanak az ütések elől, kimozogják a támadásokat. A nehézsúlyú bokszban viszont beleállnak az ütésbe, és próbálják azt felfogni, hiszen egy 120 kilós sportoló nem tud csak úgy elugrani. Ez egy stratégiai különbség. Csinálhatjuk azt, hogy a földrengést kimozogjuk, meg csinálhatjuk azt, hogy beleállunk, és olyan erősre tervezzük az épületet, hogy ne essen baja. Mindkettő jó stratégia, csak az utóbbi irtózatosan drága, hiszen a 120 kilós bokszolóba is kétszer annyi anyag kell, mint a kisebb termetűbe, és az anyagnak bizony költsége van, és sok helyet igényel.
hvg.hu: Statikai szempontból érdekes lehet, hogy a minaretek egy földrengésnél hogyan viselkednek. A TikTokon lehet látni videókat, ahogy az utórengések hatására ijesztően kilengett néhány ilyen törékenynek tűnő építmény, de alapvetően nem esett bajuk, volt viszont olyan minaret is, amely végül megadta magát a hatalmas erőnek.
H. D.: A magas, karcsú, falazott szerkezetek viselkedését bonyolult mechanikai modellek írják le. Amikor elkezd egy minaret kilengeni, az egymásra rakott kövek közötti kapcsolat helyenként megszűnik, és elkezdenek a kövek egymáson billegni. De ez a billegés tulajdonképpen kedvező. Amikor egymásnak ütköznek a kövek, az egyrészt sok energiát elnyel, másrészt a köveknek van egy tehetetlensége, kilengéskor elmarad a felső kő mozgása az alsóhoz képest, ez pedig egy késleltető hatás, ami szintén jó. Ráadásul a minaret nagyon szabályos, gyakorlatilag egy csőről beszélünk, és a szabályosság, a homogenitás mindig jobb, mint egy bonyolult szerkezet, mert így kevésbé alakulnak ki a töréshez vezető feszültségcsúcsok benne.
hvg.hu: Kicsit vizsgálódjunk a saját házunk táján. Az utóbbi időben Magyarországon több emblematikus épület is elkészült. Meg tudja ítélni, hogy a Mol-torony vagy a Magyar Zene Háza mennyire bírna ki egy nagyobb földrengést?
H. D.: Mindkettő méretezve van földrengésre. A Mol-háznak beszéltünk is erről a statikusával, és rendesen megcsinálták ebből a szempontból: egy vasbetonból készült merevítő mag van benne, ami a nehézsúlyú bokszoló kategória. Azt azért hozzá kell tenni, hogy mi egy közepesen veszélyeztetett zónában vagyunk, nincsen akkora hatalmas ököl, ami itthon lecsapna. Törökország sokkal veszélyesebb helyen fekszik, de még Belgrád, Maribor és Bukarest is. Az más kérdés, hogy ettől még nagy ritkán lehetnek Magyarországon is komoly földrengések, és nem is feltétlenül ott, ahol számítanánk rá. Például itthon a legveszélyeztetettebb rész a Móri-árok a Balatontól északra, ehhez képest a huszadik század három legnagyobb földrengéséből kettő kifejezetten alacsony kockázatú területen volt, Egerben és Kecskeméten.
hvg.hu: Bízhatunk abban, hogy Budapesten egy erősebb rengést túl fog élni az épületek többsége?
H. D.: Ez egy kényes probléma. Magyarországon a földrengésre való méretezéssel kapcsolatban az első előírások a 70-es évek végén, a 80-as évek elején jelentek meg, és azok is csak bizonyos, kiemelt funkciójú épületekre vonatkoztak. A tűzoltóságok, kórházak esetében tartották fontosnak, hogy földrengésbiztosak legyenek. Teljes körű földrengésre való méretezés 2010 óta van Magyarországon, mikor is kötelezővé vált az európai tartószerkezeti szabványok alkalmazása. A korábbi épületek nagy része nincsen földrengésteherre méretezve itthon. Mikor ezt bevezették, részt vettünk egy mérnököknek szóló konferenciasorozaton. Mentünk a megyeszékhelyekre előadásokat tartani, és volt olyan, ahol komoly szakmai tapasztalattal rendelkező mérnök azt mondta nekünk: „az lehet, hogy Magyarországon mostantól van földrengés, de Veszprémben nincs”. Nagyon nehéz mit kezdeni azzal, hogy ha statisztikailag valami ritkán történik, akkor arról hajlamosak vagyunk azt gondolni, hogy nincs is.
hvg.hu: Na de mi történne mondjuk, egy 6-os erősségű földrengés esetén a fővárosban?
H. D.: Komoly károk lennének. Szerintem a budapesti meg a magyarországi épületállomány általában sérülékeny. De például a panelházak számítanak a legkevésbé sérülékenynek a földrengés számpontjából. Hiába nem túl jó minőségűek, nagy, egymáshoz erősített betonlapokból állnak, redundáns szerkezetűek, szétoszlik az erőhatás a sok elemen. Egy százéves bérház már kevésbé ellenálló, de ahol elég sok fal van, és eléggé szabályos az elrendezés, ott kedvező lehet a viselkedés.
hvg.hu: Ha egy pontosan ugyanakkora földrengés következne be nálunk, mint Törökországban, mivel kéne számolnunk?
H. D.: Borzasztó károk keletkeznének Budapesten. Teljesen felkészületlen erre ez a város. Ugyanakkor mi itt nem is számítunk 7,8-as földrengésre, legfeljebb talán 6,5-ösre, noha már annál is nagyon sok épület összedőlne. Mondjak ijesztgetéseket ezzel kapcsolatban?
hvg.hu: Ne kíméljük az olvasókat.
H. D.: A statisztika az elmúlt néhány száz évből, amióta részletesebb történeti feljegyzések vannak, azt mutatja, hogy van egy tendencia ezen a területen, miszerint körülbelül 50-60 évente van egy nagyobb földrengés, és annak az epicentruma egyre északabbra vándorol. Mivel 1956-ban volt a legutóbbi erős, 5,6-os földrengés, úgy jön ki a matek, hogy lehet, hogy miközben mi itt most beszélgetünk, megindul Óbudán a föld.
Miután az elmúlt 50-60 évben nagyon kevés rengés volt itthon, és azok sem voltak intenzívek, ezért lehet azt mondani, hogy most egy olyan időszakban vagyunk, amikor nagyobb esély van egy nagy földrengésre, mint amennyi 30 évvel ezelőtt volt.