Al momento della scrittura, 436 persone sono morte a seguito di un terremoto nell'isola indonesiana di Lombok. Un ulteriore 2, 500 persone sono state ricoverate con ferite gravi e oltre 270, 000 persone sono state sfollate.

I terremoti sono uno dei disastri naturali più mortali, rappresentando solo il 7,5% di tali eventi tra il 1994 e il 2013, ma causando il 37% dei decessi. E, come tutti i disastri naturali, non sono i paesi che subiscono più terremoti che vedono le maggiori perdite. Anziché, il numero di persone che muoiono in un terremoto è correlato a quanto è sviluppato il paese.

A Lombok, come in Nepal nel 2015, molti decessi sono stati causati dal crollo diffuso di case traballanti locali incapaci di resistere alle numerose scosse di assestamento. Più generalmente, edifici di bassa qualità e urbanistica inadeguata sono le due ragioni principali per cui gli eventi sismici sono più distruttivi nei paesi in via di sviluppo.

In risposta a questo problema, io e i miei colleghi stiamo lavorando su un modo per creare fondamenta di edifici economiche che assorbano meglio l'energia sismica e quindi possano prevenire il crollo delle strutture durante un terremoto. E l'ingrediente chiave di queste basi è la gomma dei pneumatici di scarto, che sono altrimenti molto difficili da smaltire in sicurezza e sono in gran parte inviati in discarica o bruciati, rilasciando grandi quantità di anidride carbonica e gas tossici contenenti metalli pesanti.

Miscela gomma-terreno

I precedenti tentativi di proteggere gli edifici dai terremoti alterandone le fondamenta hanno mostrato risultati promettenti. Per esempio, una barriera vibrante sotterranea di recente sviluppo può ridurre tra il 40% e l'80% del movimento del suolo in superficie. Ma la stragrande maggioranza di questi sofisticati metodi di isolamento sono costosi e molto difficili da installare sotto edifici esistenti.

La nostra alternativa è creare fondamenta realizzate con terreno locale mescolato con alcuni dei 15 milioni di tonnellate di pneumatici di scarto prodotti ogni anno. Questa miscela gomma-terreno può ridurre l'effetto delle vibrazioni sismiche sugli edifici sopra di essi. Potrebbe essere facilmente adattato a edifici esistenti a basso costo, rendendolo particolarmente adatto ai paesi in via di sviluppo.

Diverse ricerche hanno dimostrato che l'introduzione di particelle di gomma nel terreno può aumentare la quantità di energia che dissipa. Il terremoto provoca la deformazione della gomma, assorbendo l'energia delle vibrazioni in modo simile a come l'esterno di un'auto si accartoccia in un incidente per proteggere le persone al suo interno. La rigidità delle particelle di sabbia nel terreno e l'attrito tra di loro aiuta a mantenere la consistenza della miscela.

I miei colleghi ed io abbiamo dimostrato che l'introduzione di una miscela gomma-terreno può anche modificare la frequenza naturale della fondazione del terreno e il modo in cui interagisce con la struttura sopra di essa. Questo potrebbe aiutare ad evitare un noto fenomeno di risonanza che si verifica quando la forza sismica ha una frequenza simile a quella della vibrazione naturale dell'edificio. Se le vibrazioni corrispondono, si accentueranno a vicenda, amplificando drammaticamente la scossa del terremoto e provocando il crollo della struttura, come accadde nel famoso caso del ponte di Tacoma Narrows nel 1940. L'introduzione di una miscela gomma-terreno può compensare le vibrazioni quindi questo non accada.

Un futuro promettente

La chiave per far funzionare questa tecnologia è trovare la percentuale ottimale di gomma da utilizzare. I nostri calcoli preliminari fanno eco ad altre indagini, indicando che uno strato di gomma-terreno spesso tra uno e cinque metri sotto un edificio ridurrebbe la forza di accelerazione orizzontale massima di un terremoto tra il 50% e il 70%. Questo è l'elemento più distruttivo di un terremoto per gli edifici residenziali.

Stiamo ora studiando come fondazioni miste gomma-terreno di forma diversa potrebbero rendere il sistema più efficiente, e come è influenzato dai diversi tipi di terremoto. Parte della sfida con questa ricerca è testare il sistema. Costruiamo modelli di tabella su piccola scala per cercare di capire come funziona il sistema e valutare l'accuratezza delle simulazioni al computer. Ma testarlo nel mondo reale richiede un vero terremoto, ed è quasi impossibile sapere esattamente quando e dove si colpirà.

Ci sono modi per testarlo attraverso esperimenti su larga scala, che comportano la creazione di edifici modello a grandezza naturale e lo scuotimento per simulare la forza dei terremoti reali registrati. Ma questo ha bisogno di finanziamenti da grandi istituzioni o aziende. Allora si tratta solo di provare la soluzione su un edificio reale convincendo i proprietari che ne vale la pena.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.