Dvjesto pedeset kilometara na sat

Čim se zemlja zatrese, zacijelo će biti posljedica za ljude i građevine, o čemu svjedoče nedavni potresi u Italiji i oni koji su u povijesti razorili gradove i države. Seizmolozi čak predviđaju da će se zbog idućih potresa i uključenosti između tektonske ploče Apeninski polotok spojiti s Balkanom. Prof. dr. sc. Marijan Herak s Geofizičkog odsjeka Prirodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu nedavno je s kolegama napravio neslužbenu orijentacijsku kartu trusnih područja u Hrvatskoj, utemeljenu na podacima o 40 tisuća potresa u Hrvatskoj i susjednim zemljama u posljednjih 135 godina. Iako potres prema toj karti najviše prijeti južnoj Hrvatskoj, Zagrebu i Rijeci, dok čekate apokalipsu prouzročenu potresom, vas, kuću ili most po kojem se vozite i automobil kojim upravljate mogla bi otpušati bura, koja podno Velebita, Mosora, Biokova i Kozjaka puše brzinom većom od 200 km/h i svjetski je meteorološki fenomen. Osim potresa i bura (vjetra) veliku štetu na građevinama prouzrokuju munje.

Betonske mostove poduprte lukom, poput masleničkoga i krčkoga, ne mogu srušiti udari bura. No ovješeni mostovi, poput dubrovačkoga, osjetljivi su na vibracije izazvane pulsacijama vjetra.

Najpoznatiji svjetski primjer djelovanja vjetra na građevinu je rušenje mosta Tacoma Narrows u američkoj saveznoj državi Washingtonu u studenome 1940. – Srušen je pri relativno umjerenoj brzini vjetra od 68 km/h zbog nestacionarnih, pulsirajućih opterećenja nastalih zbog nepovoljnih dinamičkih svojstava mosta u odnosu na atmosferske turbulencije – objašnjava doc. dr. sc. Hrvoje Kozmar s Fakulteta strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Zagrebu.

Udari bure mogu napraviti štetu na građevini kakvu ne izazivaju ostali vjetrovi. Brzina tog vjetra od oko 70 m/s izmjerena u blizini Masleničkog mosta ubraja se u najveće brzine vjetra ikad zabilježene u Europi.

U svijetu ima vjetrova sličnih buri. Primjerice, istraživanja bura i njezina utjecaja na konstrukcije u SAD-u, u Boulderu u Colorado, posebno se atraaktivna jer se dobiveni rezultati mogu primijeniti i drugdje u svijetu – kaže doc. dr. sc. Kozmar objašnjavajući da vjetar općenito na građevinama prouzrokuje stacionarna i nestacionarna opterećenja.

Stacionarna opterećenja posljedica su usrednjenih brzina vjetra. Očituju se pritiskom na dijelove fasade izravno izložene strujanju vjetra, podtlakom uz rubove zgrade koji vuku prozore i dijelove fasade prema van, a zbog odvajanja struje zraka pri strujanju vjetra preko oštrih rubova. Stacionarna opterećenja većinom nisu glavna prijetnja stabilnosti građevinskih objekata kao što su zgrade, mostovi i slično. Nestacionarna, pulsirajuća opterećenja nastala zbog vjetra u više su slučajeva velika opasnost. Pojavljuju se zbog pulsacija brzine, tj. kad brzine vjetra u nekom razdoblju znatno odstupaju od usrednjene vrijednosti. Posljedica su vibracije građevinskih konstrukcija, zbog kojih mogu nastati oštećenja, a u najgorem slučaju objekt se može srušiti. Stoga se u posljednjih nekoliko desetljeća visoke zgrade, dugi mostovi i drugi zahtjevni građevinski objekti projektiraju tako da se posebna pozornost posvećuje pulsacijama vjetra.

Bura je izrazito nestacionaran, tranzijentan vjetar, s nepredvidljivim magnitudama i razdobljima trajanja udara, zbog čega je poseban izazov projektiranje građevina izloženih njezinu strujanju. Projektiranje složenih građevinskih konstrukcija prema njihovim očekivanim aerodinamičkim performansama nezamislivo je bez provedbe opsežnih eksperimentalnih ispitivanja i računalnih simulacija – kaže doc. dr. sc. Kozmar.

Tvrdi da betonske mostove poduprte lukom, poput masleničkoga i krčkoga, ne mogu srušiti udari bura. No ovješeni mostovi, poput dubrovačkoga, osjetljivi su na vibracije prouzročene pulsacijama vjetra. Doc. dr. sc. Kozmar također navodi primjer najnovijih istraživanja provedenih na Sveučilištu Notre Dame u SAD-u koja se bave aerodinamičkim opterećenjem vozila koja prolaze mostovima izloženima buri. Samo dvije-tri sekunde jakog udara vjetra dovoljno je da vozilo odgura s ceste ili prevrne. Ako se to ne dogodi, postoji opasnost da vozač izgubi kontrolu nad vozilom.

Kako nastaje bura i zašto najjača puše ispod Velebita te zbog čega i munje u nekim slučajevima izazivaju veliku štetu na građevinama, objasnila je dr. sc. Alica Bajić, diplomirana inženjerka fizike iz Državnoga hidrometeorološkog zavoda u Zagrebu.

Bura, tipični vjetar jadranskog primorja, najjači je vjetar na našim prostorima. Puše u zavjetrinim Dinarida koji dijele općenito topliji zrak nad morem od hladnoga nad kopnom. Takvi uvjeti kao na Jadranu malo su gdje ispunjeni, zbog čega je bura svjetski poznati meteorološki fenomen. To je jak, hladan i pretežno suh sjeveroistočni vjetar. Potrebna su dva uvjeta za njezin nastanak: dotok hladnog zraka sa sjevera ili sjeveroistočna i planinska zapreka okomita na tok zraka. Dotokom hladnog zraka upravljaju procesi na velikoj ljestvici. Dotok hladnog zraka sa sjevera ili sjeveroistočna najčešće je u simptomičkim situacijama koje karakterizira ciklona u Genovskom zaljevu i antiklona nad zapadnom Europom. Hladni zrak koji dođe do planine penje se uz planinsku zapreku na navjetrinjskoj strani planine, a spušta na zavjetrinjskoj. Planinski prijevoj uvjetuje usmjeravanje strujanja kroz prijevoj, pa tako i njegovo ubrzavanje. Zato je podno planinskih prijevoja, kao što su Vratin pokraj Senja ili Vrulja pokraj Makarske, bura češća i jača – kaže dr. sc. Bajić.

Da bi zapuhala jaka bura, brzina vjetra koji nailazi na planinsku zapreku mora biti dovoljno velika da bi zrak prešao planinu i planina dovoljno visoka da bi se zadovoljili uvjeti za pojavu hidrauličkog skoka.

Osnovni uzrok najjače bura podno Velebita položaj je planine u odnosu na zrak koji dolazi i njezine dimenzije. Nad područjem Hrvatske utjecaj Alpa, Panonske nizine i Dinarida te ciklone i antiklone vrlo često proizvode strujanje zraka sa sjevera ili sjeveroistočna. Velebit je visoka pla-

Brzina bure može se u nekoliko sekundi promijeniti za više od 100 km/h. Najjači udar bura izmjerjen je na Masleničkom mostu 21. prosinca 1998., od 248 km/h. Vrlo velike brzine vjetra izmjerene su i na mostu kopno – otok Pag, gdje je u ožujku 2006. zabilježen udar bura od 238 km/h. Na mostu između kopna i otoka Krka pak 4. veljače 2012. izmjerjen je udar bura od 220 km/h. Bura koja je puhala početkom ovogodišnje veljače bila je jedna od dosad najjačih na našoj obali. Brzine vjetra veće od 179 km/h izmjerene su u Senju, na Marjanu u Splitu, u Makarskoj, na vijaduktu Hreljin te u Karlobagu – kaže dr. sc. Bajić.

Mreža meteoroloških postaja Državnoga hidrometeorološkog zavoda, prema riječima dr. sc. Bajić, sadržava anemometre, instrumente za mjerenje brzine vjetra koji mogu izmjeriti brzine do 250 km/h. Dr. sc. Bajić pretpostavlja da nijedna meteorološka služba u svijetu nema anemometar koji mjeri brzinu vjetra veću od 250 km/h. Iako je većina anemometara deklarirana do 270 km/h, a svaki od njih može izmjeriti i udar vjetra od 300 km/h, upitna je točnost takvih mjerenja.

Bura puše češće nego što udaraju munje, ali i one izazivaju ozbiljna oštećenja na građevinama. Prema riječima dr. sc. Bajić, udar munje može izazvati požar ili eksploziju zbog iskrenja metalnih dijelova na mjestima na kojima ulazi ili izlazi struja. Ili su rezultat jakog zagrijavanja na mjestima gdje električna energija munje nađe na velik prijelazni otpor zbog lošeg kontakta ili drugih razloga. Nadzemni su elektroenergetski vodovi zbog načina gradnje jako izloženi riziku od udara munje koja na njima stvari napon veći od onoga koji mogu izdržati izolatori na dalekovodu pa se dogodi preskok i kratki spoj.