Как Нист научился из ужасных бедствий. Американское агентство по стандартам превратило трагедии, такие как Joplin Tornado в 2011 году, и крах квартиры Surfside в 2021 году в совет по спасению жизни

Источник: spectrum.ieee.org

Когда Франклин Ломбардо прибыл в Национальный институт стандартов и технологий (NIST) летом 2010 года в качестве недавнего доктора наук в области инженерии ветра, он ожидал провести свое время на разработку ветровых карт США.

Карты ветра NIST используются для расчета потенциальных ветровых нагрузок на новых зданиях и в конечном итоге помогают поддержать разработку строительных норм. Карты должны регулярно обновляться в качестве науки, технологии и изменения климата.

Однако девять месяцев на работу Ломбардо все изменилось. Вечером в воскресенье, 22 мая 2011 года, в городе Джоплин, штат Миссури, в городе Джоплин, штат Миссури. Менее чем за час торнадо выровнял более 500 сооружений, нанесла почти 3 миллиарда долларов ущерба и убил 161 человек - подняв еще одну из обязанностей Ниста на первый план.
 

После того, как Всемирный торговый центр разрушится и нападение в Пентагоне 11 сентября 2001 года, NIST был уполномочен проводить технические исследования построения неудач в этих и других крупных бедствиях с целью выпуска отчетов и вынесения рекомендаций.

Он провел только одно такое расследование с тех пор, в ночном клубе на станции 2003 года в Род -Айленде, в результате которого погибли 100 человек. Будучи самым смертоносным и самым разрушительным торнадо в истории США, Джоплин теперь, вероятно, был третьим. (Ураган Мария и, совсем недавно, крах кондоминиума в Серфсайде, штат Флорида, станут четвертым и пятым расследованием агентства).

«Нист проходит критерии для каждого события бедствия, которое включает в себя потерю жизни и людей, пострадавших», - сказал ЛомбардоIEEE Spectrumв телефонном интервью. «Это уже был активный год торнадо, но когда появился Джоплин, это было единственным событием. К следующему утру у нас появилась какая -то идея, которая собирается выйти и сделать предварительную разведку».

Время имеет решающее значение при реагировании на катастрофу, так как спасательные команды работают круглосуточно, чтобы найти выживших и восстановить нормальность. К утру вторника, когда в Джоплин прибыли Ломбардо и три коллеги из NIST, дороги уже были очищены. «Сообщество, очевидно, хочет встать на ноги», - сказал Ломбардо. «Но с инженерной точки зрения, нетронутая сцена лучше всего понять, что произошло, поэтому, чем быстрее вы сможете выйти, тем лучше».

«[2011] уже был активным годом торнадо, но когда появился Джоплин, это было единственное событие».

В путешествии с Ломбардо были еще один инженер ветра, инженер -строитель и социолог, все сотрудники NIST. Ломбардо еще не прошел обучение для работы в зоне стихийных бедствий и не мог полагаться на сложные лидары и беспилотники, которые недавно спустились на серф -сайд, чтобы помочь понять провал этого здания. «В 2011 году технология была там, но Нист не использовал ее и, вероятно, не имел опыта, чтобы действительно ее выполнить», - сказал Ломбардо. «Как только мы впервые встали на землю, мы адаптировались, подняли итога, что происходило, и ушли оттуда».
 

Разведка Nist включала гастролирующие разрушенные здания, фотографии и, что важно, разговор с жителями и выжившими. «Если люди могут рассказать вам о том, что они испытали - сначала выдували окна? Что случилось с крышей? Это может быть чрезвычайно полезно для понимания того, как структура постепенно рушится», - сказал Ломбардо.
 

После того, как четырехдневная миссия разведки закончилась, и Нист решил продвинуться вперед с полным техническим расследованием, метеоролог присоединился к команде, и действительно началась тяжелая работа. В течение следующих трех лет команда сравнила свои фотографии со структурными рисунками сотен структур, которые были сильно повреждены или разрушены, собрали как можно больше метеорологических данных и искали другие источники информации.
 

«В итоге мы получили видео наблюдения из некоторых школ Джоплина, а также воздушные образы с высоким разрешением, которые помогли нам оценить, насколько сильными были ветры [около 281 км / ч, или 175 миль в час], основываясь на схемах падения десятков тысяч деревьев», - сказал Ломбардо.

В конечном счете, команда NIST проанализировала сотни интервью, чтобы извлечь общие нити и восстановить путь и влияние шторма. «Я использовал некоторую информацию, чтобы помочь модели ветрового поля, которую я создавал, чтобы сравнить с повреждением структурного ущерба», - сказал Ломбардо. «Когда фактические измерения настолько скудны, вы обращаетесь ко всему, что можете, чтобы попытаться лучше понять, что произошло».

Интервью также помогли показать некоторые социальные причины числа высоких погибших торнадо. Были свидетельствуют высокие показатели ложных выпусков среди предупреждений о торнадо для Джоплина, растерянности в отношении систем экстренных коммуникаций и даже мифа о том, что Джоплин был невосприимчив к прямым ударам торнадо.

Ломбардо покинул NIST в 2013 году в академических кругах-в настоящее время он является доцентом в Университете Иллинойса, Урбана-Шампейн на гражданском и экологическом инженерии,-но продолжал работать над расследованием Джоплина.

В 2014 году NIST опубликовал свой окончательный отчет в торнадо, завершив список из 16 рекомендаций по улучшению измерения и характеристики опасностей торнадо, придумывает новые методы для устойчивой к торнадо проектирование зданий, улучшение руководства для укрытия сообщества и улучшения и стандартизации чрезвычайных коммуникаций.
 

«Предыдущее думало, что торнадо редки, они маленькие, а шансы на то, что он попадет в индивидуальную структуру, очень тонкие», - сказал Ломбардо. «Самым большим из нашего отчета было понимание того, что там больше риска у торнадо, чем кто -либо ранее думал».
 

Последние стандарты дизайна будут включать не только пересмотренные карты торнадо, над которыми Ломбардо должен был работать в NIST, но и конкретную главу торнадо, которая требует, чтобы строители принимали во внимание экстремальные погодные явления.

«Мы просто не дизайн для торнадо раньше», - сказал Ломбардо. «И не всем понадобится в будущем. Но есть области, где нужно учитывать торнадо, и, если вам нужно спроектировать свою структуру, чтобы противостоять загрузке торнадо, теперь у вас будет некоторое руководство для этого».

Потребовалось десять лет от трагедии Джоплина, чтобы они попали в строительные нормы и стандарты. Означает ли это, что для уроков может потребоваться еще десятилетие, чтобы извлечь уроки из Surfside?

Последнее расследование уже идет полным ходом, и NIST создает портал данных для фотографий, видео и других документов от общественности. «Многие люди также теперь имеют кадры с камерой гнезда или кольца, которые могут быть чрезвычайно полезны для понимания причин неудачи», - сказал Ломбардо. «Все это только начало рассматриваться как потенциальная выгода для нашего расследования 10 лет назад, но огромного объема данных не было».

Даже с преимуществом новых технологий, Ломбардо предостерегает от ожидания результатов расследования Surfside в ближайшее время: «Surfside была единственной структурой, которая может занять меньше времени, но пройдет некоторое время, прежде чем мы узнаем что -либо. Общественность всегда хочет знать причины сразу, но технические расследования просто не дают себя быстрым решениям».