Spadający głaz rzadko dolatuje na dół w jednym kawałku. Rozbija się o półki skalne i z jednego bloku robi się kilkanaście odłamków, które lecą dalej własnymi torami, często dalej i w inne miejsca, niż wskazywałby pojedynczy tor. Inżynierowie długo liczyli tak, jakby ten rozpad nie istniał, bo model bez niego jest po prostu prostszy. Projekt RIDETHERISK z Politechniki w Turynie pokazuje, ile to uproszczenie kosztuje na drodze, którą jeździ się w wakacje — a na końcu możesz sprawdzić, jak sam szacujesz ryzyko.
Obryw skalny nie jest w górach wydarzeniem wyjątkowym. Bloki odrywają się od ściany, bo woda zamarza w szczelinach, bo topnieje wieczna zmarzlina, bo po suszy przychodzi gwałtowna ulewa. Rosnące temperatury i coraz częstsze ekstremalne zjawiska pogodowe sprawiają, że takich zdarzeń jest więcej, a drogi, tory i domy stoją dokładnie tam, gdzie stały wcześniej.
Maddalena Marchelli z Politechniki w Turynie opisuje stawkę bez owijania w bawełnę: „Uderzenie spadającej skały może spowodować ofiary śmiertelne i obrażenia, zakłócić funkcjonowanie sieci transportowych, uszkodzić budynki i infrastrukturę oraz spowodować znaczne straty finansowe”.
Skutki jednego obrywu robią wrażenie dopiero wtedy, gdy się je rozpisze:
Każda z tych pozycji ma inną cenę i inną skalę czasu. Naprawa siatki nad drogą trwa kilka dni, ale dolina odcięta na tydzień kosztuje region znacznie więcej niż sama naprawa.
W wielu obliczeniach głaz traktuje się jak jedną bryłę, która toczy się i odbija aż do zatrzymania. W rzeczywistości bardzo często pęka przy pierwszym mocnym uderzeniu w stok i dalej leci już jako rój odłamków. Zamiast jednego toru pojawia się kilkanaście, każdy o innym zasięgu i innej energii.
Marchelli mówi o tym wprost: „Gdy spadająca skała rozpada się na wiele fragmentów, charakter wynikającego z tego zagrożenia może radykalnie się zmienić, wpływając zarówno na zasięg obszaru narażonego na uderzenie, jak i skalę potencjalnych szkód”. Badaczka dodaje, że mimo postępu w metodach oceny zagrożenia szacunki wciąż obarczone są dużą niepewnością, bo procesy rozpadu skał i ich następstwa nie są uwzględniane w wystarczającym stopniu. Efekt bywa taki, że rzeczywista intensywność, częstotliwość i rozkład przestrzenny uderzeń wychodzą zaniżone.
Projekt RIDETHERISK, prowadzony na Politechnice w Turynie w ramach działań Marii Skłodowskiej-Curie, zbudował model propagacji obrywu oparty na zasadach fizyki oraz powiązany z nim kod RockFRAG. Narzędzia biorą pod uwagę kruszenie się skały przy uderzeniu, skład jakościowy masywu, z którego blok się oderwał, kształt bloków i trajektorie poszczególnych fragmentów.
To zmiana podejścia: zamiast dokładać margines bezpieczeństwa do uproszczonego wyniku, liczy się samo zjawisko, które ten margines miał przykryć.
Druga część projektu to metodyka ilościowej oceny ryzyka. Obejmuje pełen zakres możliwych zdarzeń, ich prawdopodobieństwo, wynikające z nich szkody oraz zmienność warunków zagrożenia w czasie. Pozwala policzyć osobno ryzyko społeczne i gospodarcze, uwzględnia niepewność i scenariusze wielozagrożeniowe.
Różnica wobec praktyki wygląda niewinnie, a jest zasadnicza. Kilka wybranych, typowych przypadków zawsze da jakąś liczbę, tylko że zdarzenia rzadkie i kosztowne wypadają wtedy poza rachunek. Pełen zakres wariantów daje obraz, na podstawie którego można podejmować decyzje, a nie jedynie potwierdzać wcześniejsze założenia.
Metodyka nie została na papierze. Zweryfikowano ją w rzeczywistych warunkach: w alpejskich korytarzach transportowych, gdzie droga i tor biegną u stóp ściany, oraz w kopalniach odkrywkowych, w których ludzie i maszyny pracują pod wysokimi skarpami każdego dnia. To dwa bardzo różne rodzaje ryzyka: w jednym przypadku chodzi o przypadkowego kierowcę, w drugim o załogę, która jest tam z rozkładu pracy.
RIDETHERISK to przykład pracy, w której spotykają się trzy rzeczy naraz: geologia inżynierska, mechanika zderzeń i programowanie. Trzeba rozumieć, jak pęka skała, umieć to zapisać jako model i napisać kod, który policzy tysiące wariantów. Projekt dostał 238 938,00 EUR wkładu UE, ma numer umowy 101103401 i trwał od 1 listopada 2023 do 30 kwietnia 2026 — to typowa skala indywidualnego grantu badawczego.
Jest też druga warstwa. Wynik takich obliczeń nie kończy się w artykule, tylko zamienia się w decyzję: gdzie postawić bariery, którą drogę zamknąć, na co wydać budżet gminy. Marchelli ujmuje to tak: „Lepsza ocena ryzyka pozwala podejmować bardziej świadome decyzje, wdrażać skuteczniejsze środki ograniczające ryzyko i efektywniej alokować zasoby, przyczyniając się tym samym do zmniejszenia ryzyka i zwiększenia odporności”.
Fragmentacja spadającej skały długo była w obliczeniach efektem drugiego rzędu, który wygodnie było pominąć. RIDETHERISK pokazał, że pominięcie zmienia nie szczegół, lecz sam charakter zagrożenia, i dostarczył narzędzi — modelu propagacji opartego na fizyce oraz kodu RockFRAG — które liczą rozpad zamiast go zakładać. Sprawdzone w alpejskich korytarzach transportowych i w kopalniach odkrywkowych, dają podstawę do decyzji, które kosztują pieniądze i dotyczą ludzi.
5 pytań · minuta · bez zapisywania
poleca:
