Più di 1 milione di persone sono morte nei terremoti di 1800 magnitudo 5+ registrati in tutto il mondo dal 2000.

I ponti sono la parte più vulnerabile delle infrastrutture di trasporto, ostacolare la risposta alle emergenze, missioni di ricerca e soccorso e consegna di aiuti, aumentare ulteriormente i potenziali decessi.

Mentre gli ingegneri hanno progettato strutture per resistere a forze naturali distruttive come venti estremi e tornado, terremoti catastrofici come il terremoto di Haiti del 2010 (oltre 310, 000 morti) o il terremoto di Tōhoku del 2011 in Giappone (oltre 20, 000 morti) rimangono una sfida.

Per mitigare gli impatti di tali forti terremoti, un team di ricercatori della University of Technology di Sydney (UTS) ha sviluppato un'applicazione per ancoraggi al suolo come principale sistema di resistenza sismica per la massima protezione dei ponti contro terremoti catastrofici.

Guidata dal Professore Associato Behzad Fatahi e supportata da Mootassem Hassoun (Ph.D. Candidate) presso la Scuola di Ingegneria Civile e Ambientale, questa nuova applicazione può proteggere i ponti dai livelli sismici ben al di sopra della raccomandazione del codice.

Nonostante i rigorosi codici di progettazione applicati a livello globale, e il progresso tecnologico nella progettazione e protezione sismica delle strutture, sono necessari maggiori sforzi per ridurre i tassi di mortalità e le perdite finanziarie. Ciò è particolarmente rilevante in quanto la rapida urbanizzazione crea concentrazioni di popolazione più elevate in zone sismicamente attive come il Giappone e l'Indonesia, dove 230, 000 sono stati registrati a livello nazionale a seguito di un singolo terremoto nel 2004.

Il professore associato Fatahi e il suo team hanno sviluppato un modello computerizzato tridimensionale avanzato per simulare e valutare la capacità sismica di ponti ancorati soggetti ad alcuni dei terremoti più catastrofici del mondo.

Gli ancoraggi a terra sono costruiti con cavi d'acciaio ad alta capacità di trazione comunemente usati per supportare scavi profondi nei centri urbani. I cavi sono leggeri e flessibili ma possono trasportare un'enorme capacità di trazione.

Sono incastonati nel terreno dietro il ponte, evitando qualsiasi effetto sull'estetica del ponte, e stuccato per una certa lunghezza per fissare gli ancoraggi nel terreno. Gli ancoraggi a terra proposti sono passivi e flessibili, che permette al ponte di dilatarsi e restringersi durante i suoi normali cicli stagionali senza fessurarsi.

Il vantaggio di questa tecnologia è il suo basso costo e l'elevata efficacia:è economica ma offre un'incredibile resistenza e dissipazione di energia nel terreno, un materiale tecnicamente gratuito.

"I nostri risultati dimostrano che i ponti vincolati con ancoraggi a terra hanno un comportamento sismico superiore rispetto ai ponti tradizionali o addirittura moderni con moderni dispositivi di protezione sismica come smorzatori viscosi, ", ha affermato il Professore Associato Fatahi.

Ciò aumenta la fattibilità di ponti con fondazioni molto più leggere ed economiche, e riduzione delle dimensioni e dei costi per la costruzione sicura di ponti mantenendo, o addirittura aumentando, la capacità del ponte di sostenere significativi movimenti sismici.

Il team ha testato la loro soluzione per molti terremoti di magnitudo elevata, compreso il terremoto di Kobe del 1995 in Giappone, che ha danneggiato quasi 400, 000 strutture. La loro ricerca mostra che i ponti dotati della nuova tecnologia di ancoraggio al suolo potrebbero sopravvivere a catastrofici terremoti e rimanere quasi intatti mentre i ponti progettati utilizzando tecniche di mitigazione sismica convenzionali sono crollati.

Molte nazioni potrebbero costruire o modificare ponti antisismici a basso costo, in quanto può essere adottato anche per il retrofit di vecchi ponti progettati e costruiti secondo normative precedenti e quindi sottoprogettati contro i grandi terremoti.