ประเทศญี่ปุ่นตั้งอยู่บนพื้นที่ซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดแผ่นดินไหว เนื่องจากตั้งอยู่บนรอยต่อของแผ่นเปลือกโลก 4 แผ่น ได้แก่ แผ่นยูเรเชีย แผ่นอเมริกาเหนือ แผ่นแปซิฟิก และแผ่นฟิลิปปินส์ ทำให้ญี่ปุ่นต้องเผชิญกับแผ่นดินไหวบ่อยครั้ง ด้วยเหตุนี้ ญี่ปุ่นจึงพัฒนาเทคโนโลยีและวิศวกรรมต้านแผ่นดินไหวที่ล้ำสมัยที่สุดในโลก ซึ่งเป็นบทเรียนสำคัญที่ประเทศอื่น ๆ สามารถนำไปปรับใช้ได้
มาเรียนรู้ 5 เทคโนโลยีต้านแผ่นดินไหว พร้อมวิธีรับมือแรงสั่นสะเทือนระดับ 9.0 ริกเตอร์ได้ของญี่ปุ่น ว่าเขาทำได้อย่างไร?
ผู้เชี่ยวชาญการรับมือแผ่นดินไหวของญี่ปุ่น สรุป 5 ประเภทเทคโนโลยีต้านแผ่นดินไหวหลัก ๆ ได้แก่
- ระบบฐานรากแยกอิสระ (Base Isolation System)
ระบบฐานรากแยกอิสระเป็นเทคนิคที่ช่วยลดแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวที่ส่งผ่านจากพื้นดินไปยังโครงสร้างอาคาร
หลักการทำงาน:
- ติดตั้งอุปกรณ์ที่ยืดหยุ่นระหว่างฐานรากของอาคารกับพื้นดิน
- อุปกรณ์เหล่านี้มักทำจากยางธรรมชาติผสมตะกั่วหรือเหล็ก (Lead Rubber Bearings)
- เมื่อเกิดแผ่นดินไหว อุปกรณ์จะดูดซับพลังงานและลดแรงสั่นสะเทือนที่ส่งผ่านไปยังโครงสร้าง
ตัวอย่างอาคารที่ใช้:
- อาคารรัฐสภาญี่ปุ่น (Diet Building)
- โรงพยาบาลหลายแห่งในโตเกียวและเมืองใหญ่
- พิพิธภัณฑ์แผ่นดินไหวโตเกียว
2) การติดตั้งเครื่องวัดการสั่นสะเทือนและการแจ้งเตือนภัยสึนามิ
ในบริเวณพื้นที่ที่จัดเป็น “แถบภัยพิบัติ” โดยสำนักงานอุตุนิยมวิทยารับผิดชอบการดูแลสถานีตรวจวัดการสั่นสะเทือนที่มีประมาณ 600 แห่งทั่วประเทศ เพื่อแจ้งการเกิดแผ่นดินไหวและเตือนภัยสึนามิอย่างรวดเร็ว เชื่อมต่อกับระบบการสื่อสารทางโทรศัพท์และดาวเทียม
CR. ภาพ : https://quizlet.com/
นอกจากนี้ หน่วยงานป้องกันอัคคีภัยก็ติดตั้งเครื่องวัดแรงสั่นสะเทือนในแต่ละเขตเทศบาลทั่วประเทศ ขณะที่หน่วยงานด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีก็ติดตั้งเครือข่ายสังเกตการณ์ K-NET ประกอบด้วยเครื่องวัดแรงสั่นสะเทือน 1,000 เครื่องครอบคลุมทั่วประเทศเช่นกัน
3) ระบบตรวจจับแผ่นดินไหวล่วงหน้า หรือ ยูเรดัส (UrEDAS)
เป็นระบบรับมือกับแผ่นดินไหวแบบเรียลไทม์ที่ได้รับความสนใจในญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกาในช่วงนี้ ซึ่งรถไฟ JR ได้ติดตั้งไว้ในรถไฟชินคันเซน
เนื่องจากรถไฟที่วิ่งด้วยความเร็วสูงจะหยุดทันทีไม่ได้ จึงต้องการตรวจจับการสั่นสะเทือนใกล้แหล่งกำเนิดก่อนที่คลื่นจะมาถึงทางรถไฟ และรีบแจ้งเตือนล่วงหน้าก่อนเกิดการสั่นสะเทือนใหญ่
ระบบนี้สามารถประมาณขนาดของแผ่นดินไหวและตำแหน่งของแหล่งกำเนิดจากการสังเกต P-wave (การสั่นแบบแนวตั้ง) และส่งสัญญาณเพื่อเตรียมตัวก่อนที่ S-wave (การสั่นแบบขวาง) จะมาถึง เพื่อทำให้รถไฟชะลอลงหรือหยุดลง
ทางกรมอุตุนิยมวิทยาก็วิจัยและพัฒนาระบบการเตือนภัยที่เรียกว่า NOWCAST ซึ่งทำงานคล้ายกับยูเรดัส เพื่อคาดการณ์คลื่นแผ่นดินไหวล่วงหน้าเช่นกัน
4) ภาพถ่ายดาวเทียมประเมินความเสียหาย หรือ วิทยาศาสตร์ป้องกันภัยพิบัติจากอวกาศ
ความเสียหายจากแผ่นดินไหวในเมืองจะกระจายเป็นวงกว้างและหลากหลาย ต้องมีระบบประเมินความเสียหายที่แท้จริงในพื้นที่ที่ประสบภัยโดยเร็วที่สุดภายในไม่กี่ชั่วโมง เพื่อประเมินความเสี่ยง ภาวะฉุกเฉิน และการประกาศการเกิดภัย ซึ่งสำคัญยิ่งต่อการวางแผนฉุกเฉิน การฟื้นฟูชั่วคราว และการเคลมประกันภัย
ระบบ GIS (Geographic Information System)
ได้รับความนิยมอย่างมาก รวมทั้งการใช้เฮลิคอปเตอร์ เครื่องบิน บอลลูน ระบบเซนเซอร์ (ได้แก่ กล้องและเซนเซอร์ออปติก) รวมทั้งเรดาร์ที่ใช้ห้วงคลื่นไมโครเวฟ (SAR) ก็ใช้งานมากขึ้นในปัจจุบัน
5) ผนังต้านแรงเฉือน (Shear Walls) และโครงค้ำยัน (Braced Frames)
ผนังต้านแรงเฉือนและโครงค้ำยันช่วยเสริมความแข็งแรงของอาคารโดยต้านทานแรงด้านข้าง
หลักการทำงาน:
- ผนังคอนกรีตเสริมเหล็กหนาพิเศษติดตั้งในตำแหน่งสำคัญ
- โครงค้ำยันรูปตัว X หรือ V ที่ช่วยกระจายแรงและป้องกันการพังทลาย
- การวางตำแหน่งอย่างเหมาะสมเพื่อให้อาคารมีความแข็งแรงสม่ำเสมอ
การประยุกต์ใช้:
- อาคารที่พักอาศัยทั่วไปในญี่ปุ่น
- อาคารสำนักงานขนาดกลาง
โรงเรียนและสถานที่สาธารณะ
เทคโนโลยีวัสดุล้ำสมัย (Advanced Materials)
ญี่ปุ่นเป็นผู้นำในการพัฒนาวัสดุใหม่ ๆ ที่มีคุณสมบัติพิเศษเพื่อต้านแผ่นดินไหว
นวัตกรรมวัสดุ
- คอนกรีตกำลังสูงพิเศษ (Ultra-High-Performance Concrete)
- เหล็กผสมพิเศษที่มีความยืดหยุ่นสูง
- วัสดุจดจำรูปร่าง (Shape Memory Alloys) ที่สามารถกลับสู่รูปร่างเดิมได้หลังการเสียรูป
- คอนกรีตเสริมเส้นใย (Fiber-Reinforced Concrete) ที่มีความเหนียวสูง
การประยุกต์ใช้:
- การซ่อมแซมอาคารเก่า
- การสร้างตึกสูงใหม่ๆ
- สะพานและโครงสร้างพื้นฐาน
CR. ภาพ : www.afloimages.com
วิธีรับมือภัยพิบัติแผ่นดินไหวของญี่ปุ่น
นอกเหนือจากการออกแบบอาคาร ญี่ปุ่นยังมีระบบและมาตรการรับมือภัยพิบัติที่ครอบคลุม:
ระบบเตือนภัยล่วงหน้า (Early Warning System)
- ระบบเตือนภัยแผ่นดินไหวล่วงหน้า (Earthquake Early Warning System) ที่แจ้งเตือนประชาชนผ่านโทรศัพท์มือถือก่อนแรงสั่นสะเทือนมาถึง
- เครือข่ายเซ็นเซอร์ทั่วประเทศที่ตรวจจับคลื่นแผ่นดินไหว
- การแจ้งเตือนอัตโนมัติทางโทรทัศน์ วิทยุ และสมาร์ทโฟน
การฝึกซ้อมและให้ความรู้ประชาชน
- การฝึกซ้อมหนีภัยในโรงเรียนและสถานที่ทำงานเป็นประจำ
- ศูนย์การเรียนรู้และพิพิธภัณฑ์แผ่นดินไหวที่ให้ความรู้แก่ประชาชน
- การรณรงค์ให้ความรู้เกี่ยวกับการเตรียมชุดอุปกรณ์ฉุกเฉิน
โครงสร้างพื้นฐานที่ทนทาน
- ถนนและสะพานที่ออกแบบให้ทนต่อแผ่นดินไหว
- ระบบท่อส่งน้ำและก๊าซที่มีความยืดหยุ่น
- ระบบไฟฟ้าที่สามารถตัดการจ่ายไฟโดยอัตโนมัติเมื่อเกิดแผ่นดินไหวรุนแรง
แผนฟื้นฟูหลังภัยพิบัติ
- การเตรียมที่พักพิงชั่วคราวและเส้นทางอพยพ
- การจัดเตรียมน้ำและอาหารสำรองในจุดสำคัญทั่วเมือง
- แผนฟื้นฟูโครงสร้างพื้นฐานอย่างรวดเร็ว
บทเรียนสำหรับประเทศอื่นๆ
ประเทศอื่นๆ สามารถเรียนรู้จากญี่ปุ่นในการเตรียมพร้อมรับมือกับภัยพิบัติแผ่นดินไหวได้ดังนี้:
- การลงทุนในการวิจัยและพัฒนา เทคโนโลยีต้านแผ่นดินไหวอย่างต่อเนื่อง
- การบังคับใช้มาตรฐานการก่อสร้าง ที่เข้มงวดและปรับปรุงให้ทันสมัยอยู่เสมอ
- การให้ความรู้และสร้างวัฒนธรรมความปลอดภัย แก่ประชาชนตั้งแต่วัยเด็ก
- การเตรียมพร้อมรับมือในทุกระดับ ตั้งแต่ระดับบุคคล ชุมชน และประเทศ
- การศึกษาและปรับปรุงจากบทเรียนในอดีต หลังเกิดภัยพิบัติทุกครั้ง
ญี่ปุ่นได้พัฒนาเทคโนโลยีและระบบรับมือภัยพิบัติที่น่าทึ่งจากประสบการณ์อันเจ็บปวดในอดีต การเรียนรู้จากแนวปฏิบัติของญี่ปุ่นจะช่วยให้ประเทศอื่นๆ สามารถลดความเสี่ยงและความเสียหายจากภัยพิบัติแผ่นดินไหวได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
อ้างอิง
https://www.bangkokbiznews.com/blogs/world/1174188
https://www.paijapan.com/news_detail/id/2661
https://www.asahi.com/ajw/articles/13550257
บทความที่น่าสนใจ
