كيف تعلمت NIST من الكوارث الرهيبة ، تحولت وكالة المعايير الأمريكية مآسي مثل جوبلين تورنادو في عام 2011 وانهيار شقة Surfside في عام 2021 إلى نصيحة لإنقاذ الحياة

المصدر: spectrum.ieee.org

عندما وصل فرانكلين لومباردو إلى المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) في صيف عام 2010 كدكتوراه في مجال هندسة الرياح ، توقع أن يقضي وقته هناك في تطوير خرائط الرياح للولايات المتحدة.

تُستخدم خرائط الرياح الخاصة بـ NIST لحساب أحمال الرياح المحتملة على المباني الجديدة ، وتساعد في النهاية على دعم تطوير رموز البناء. تحتاج الخرائط إلى تحديثها بانتظام مثل العلوم والتكنولوجيا وتغير المناخ.

بعد تسعة أشهر من وظيفة لومباردو ، تغير كل شيء. في مساء يوم الأحد ، 22 مايو 2011 ، هبط إعصار متعدد الأحجار في مدينة جوبلين ، ميسوري. في أقل من ساعة ، تسبب الإعصار في أكثر من 500 هيكل ، وتسبب في أضرار ما يقرب من 3 مليارات دولار ، وقتل 161 شخصًا - مما أدى إلى مسؤوليات أخرى من NIST في المقدمة.
 

في أعقاب انهيار مركز التجارة العالمي وهجوم البنتاغون في 11 سبتمبر 2001 ، تم تصريح NIST بإجراء تحقيقات فنية في بناء الفشل في هذه الكوارث الرئيسية وغيرها من الكوارث ، بهدف إصدار التقارير وتقديم التوصيات.

لقد أجرت فقط أحد هذه التحقيقات منذ ذلك الحين ، في حريق ملهى ليلي في محطة 2003 في رود آيلاند التي قتلت 100 شخص. باعتبارها أكثر إعصارًا دمويًا وأكثرها تدميراً في تاريخ الولايات المتحدة ، بدا جوبلين الآن من المرجح أن يكون NIST الثالث. (إعصار ماريا ، وفي الآونة الأخيرة ، سيكون انهيار الوحدات السكنية في Surfside ، فلوريدا ، التحقيقات الرابعة والخامسة للوكالة).

وقال لومباردو لـIEEE Spectrumفي مقابلة عبر الهاتف. "لقد كان بالفعل سنة إعصار نشطة ، ولكن عندما جاء جوبلين ، كان حدثًا فريدًا. وبحلول صباح اليوم التالي ، كان لدينا فكرة عن الخروج والقيام باستطلاع أولي".

يعد الوقت أمرًا بالغ الأهمية عند الاستجابة للكارثة ، حيث تعمل فرق الإنقاذ على مدار الساعة لتحديد موقع الناجين واستعادة الحياة الطبيعية. بحلول صباح الثلاثاء ، عندما وصل لومباردو وثلاثة من زملاء نيست إلى جوبلين ، تم بالفعل تطهير الطرق. وقال لومباردو: "من الواضح أن المجتمع يريد العودة إلى قدميه". "ولكن من وجهة نظر هندسية ، من الأفضل أن يفهم المشهد غير المضطرب ما حدث ، لذلك كلما تمكنت من الخروج إلى هناك ، كان ذلك أفضل."

"[2011] كان بالفعل سنة إعصار نشطة ، ولكن عندما جاء جوبلين ، كان حدثًا فريدًا."

كان السفر مع لومباردو مهندس رياح آخر ، ومهندس هيكلي ، وعالم اجتماعي ، وجميع موظفي NIST. لم يتلق لومباردو تدريباً بعد للعمل في منطقة كارثة ، ولم يستطع الاعتماد على Lidars والطائرات بدون طيار المتطورة التي انحدرت على Surfside مؤخرًا للمساعدة في فهم فشل هذا المبنى. وقال لومباردو: "في عام 2011 ، كانت التكنولوجيا موجودة ، لكن NIST لم توظفها وربما لم يكن لديها الخبرة لتنفيذها حقًا". "بمجرد وصولنا إلى الأرض لأول مرة ، قمنا بتكييفنا ، وتقييمنا ما كان يجري وذهبنا من هناك."
 

تضمنت استطلاع NIST جولة في المباني المدمرة ، والتقاط الصور ، والتحدث مع السكان والناجين. وقال لومباردو: "إذا كان بإمكان الناس التحدث بك من خلال ما عاشوه - هل تنفجر النوافذ أولاً؟ ماذا حدث للسقف؟ يمكن أن يكون مفيدًا للغاية لفهم كيفية انهيار الهيكل تدريجياً".
 

بعد انتهاء مهمة الاستطلاع التي استمرت أربعة أيام وقررت NIST المضي قدمًا في تحقيق تقني كامل ، انضم أخصائي الأرصاد إلى الفريق وبدأ العمل الشاق بالفعل. على مدار السنوات الثلاث المقبلة ، قارن الفريق صوره بالرسومات الهيكلية لمئات الهياكل التي تضررت بشدة أو دمرت ، وجمعت أكبر قدر ممكن من بيانات الأرصاد الجوية ، وسعى إلى مصادر أخرى للمعلومات.
 

وقال لومباردو: "انتهى بنا المطاف بمقاطع فيديو للمراقبة من بعض مدارس جوبلين ، فضلاً عن الصور الجوية عالية الدقة التي ساعدتنا في تقدير مدى قوة الرياح [حوالي 281 كيلومتر في الساعة - أو 175 ميل في الساعة] ، بناءً على أنماط سقوط عشرات الآلاف من الأشجار".

في النهاية ، قام فريق NIST بتحليل مئات المقابلات لاستخراج الخيوط المشتركة وإعادة بناء مسار وتأثير العاصفة. وقال لومباردو: "لقد استخدمت بعض هذه المعلومات لمساعدة نموذج حقل الرياح الذي كنت أقوم ببناءه لمقارنة الأضرار الهيكلية". "عندما تكون القياسات الفعلية نادرة للغاية ، فإنك تتحول إلى أي شيء يمكنك محاولة فهمه بشكل أفضل ما حدث."

ساعدت المقابلات أيضًا في الكشف عن بعض الأسباب الاجتماعية لارتفاع وفاة الإعصار. كان هناك أدلة على ارتفاع معدلات الازدراء الخاطئ بين تحذيرات الإعصار لجوبلين ، والارتباك حول أنظمة الاتصالات في حالات الطوارئ ، وحتى أسطورة أن جوبلين كانت محصنة ضد إضرابات الأعاصير المباشرة.

غادر لومباردو نيست في عام 2013 للأوساط الأكاديمية-وهو الآن أستاذ مساعد في جامعة إلينوي ، أوربانا شامبين في قسم الهندسة المدنية والبيئية-لكنه واصل العمل في تحقيق جوبلين.

في عام 2014 ، أصدرت NIST تقريرها النهائي في الإعصار ، حيث اختتمت قائمة تضم 16 توصية لتحسين قياس وتوصيف مخاطر الإعصار ، وتوصل إلى طرق جديدة لتصميم المباني المقاومة للإععال ، وتعزيز التوجيه لمؤسسة المجتمع ، وتحسين وتوحيد الاتصالات في حالات الطوارئ.
 

وقال لومباردو: "كان التفكير السابق هو أن الأعاصير نادرة ، وهي صغيرة ، وفرص ضرب بنية فردية ضئيلة للغاية". "كان أكبر شيء من تقريرنا هو فهم أن هناك خطرًا أكبر من الأعاصير أكثر من أي شخص كان يعتقد سابقًا."
 

لن تتضمن أحدث معايير التصميم خرائط الإعصار المنقحة التي كان من المفترض أن تعمل لومباردو في NIST ولكن أيضًا فصلًا محددًا من Tornado يتطلب من بناة أخذ أحداث الطقس القاسية في الاعتبار.

وقال لومباردو: "نحن ببساطة لم نصمم من أجل الأعاصير من قبل". "ولن يحتاج الجميع إلى ذلك في المستقبل. ولكن هناك مجالات يجب فيها النظر فيها الأعاصير ، وإذا كنت بحاجة إلى تصميم هيكلك لتحمل تحميل الإعصار ، فستكون لديك الآن بعض التوجيهات للقيام بذلك."

لقد استغرق الأمر عشر سنوات من مأساة جوبلين لإيجاد تغييرات في طريقهم إلى رموز ومعايير البناء. هل هذا يعني أن الأمر قد يستغرق عقدًا آخر حتى يتم تعلم الدروس من Surfside؟

آخر تحقيقات جارية بالفعل ، حيث قام NIST بإعداد بوابة بيانات لصور المصدر الحشد ومقاطع الفيديو وغيرها من الوثائق من الجمهور. وقال لومباردو: "لدى الكثير من الناس أيضًا لقطات الكاميرا أو الدائرية التي يمكن أن تكون مفيدة للغاية لفهم أسباب الفشل". "لقد بدأ كل هذا بمثابة فائدة محتملة لتحقيقنا قبل 10 سنوات ، لكن الحجم الهائل للبيانات لم يكن موجودًا."

حتى مع ميزة التقنيات الجديدة ، يحذر Lombardo من توقع نتائج التحقيق في Surfside في أي وقت قريب: "كان Surfside هيكلًا واحدًا ، قد يستغرق وقتًا أقل ، لكن الأمر سيكون قبل أن نعرف أي شيء. يريد الجمهور دائمًا معرفة الأسباب على الفور ، لكن التحقيقات الفنية لا تقرض نفسها للحلول السريعة."