آیا عملکرد شیرهای حساس به زلزله با ریشتر سنجیده می شوند؟

چند تصور اشتباه در خصوص دستگاههای قطع اتوماتیک جریان گاز حساس به زلزله

همانند بسیاری از حوزه های تخصصی، در خصوص دستگاههای قطع اتوماتیک جریان گاز زلزله نیز تصورات و پیش انگاری های نادرست وجود دارد. آگاهی نسبت به این موارد هم برای مشتریان، هم نصابان، هم پژوهشگران این حوزه حائز اهمیت بسیار است. برای مصرف کنندگان مهمترین مزیت این خواهد بود که به نحو صحیح خرید انجام دهند و دچار شعارهای توخالی تبلیغاتی در این حوزه نشوند. همچنین با معیارهای واقعی محصولات مختلف اعم از شیرهای زلزله ایرانی و شیرهای زلزله خارجی را مورد مقایسه و ارزیابی قرار دهند. برای دیگر علاقمندان نیز این مزیت را دارد که درک صحیحی از عملکرد شیرهای حساس به زلزله، معیارهای کیفی آنها، بهترین نحوه نصب و نگهداری پیدا کنند. تمام تصورات نادرست و عموما سوالات نادرست که معمولا جواب های نادرست هم می گیرند طی سالها تجربه کارشناسان شرکت طنین توسعه پارس و تعامل با اشخاص مرتبط جمع آوری شده است. وبسایت تخصصی شرکت طنین توسعه پارس به صورت مقالاتی جداگانه اشتباهات رایج و مهم در این خصوص را به بحث می گذارد. اولین این سلسله مطالب را با این تصور آغاز می کنیم که آیا عنوان کردن عددی در مقیاس ریشتر برای آستانه فعال شدن دستگاه های اتوماتیک قطع جریان گاز حساس به زلزله مناسب است؟

فعال شدن شیر اتوماتیک قطع جریان گاز حساس به زلزله با مقیاس ریشتر سنجیده می شود!!!

قطعا چنین تصوری درست نیست. در بسیاری از وبسایت ها برای محصولاتی که عرضه می کنند با مقیاس ریشتر آستانه ای برای فعال شدن شیر زلزله  ذکر می کنند. برای مثال در برخی سایت ها و کاتالوگ برخی شرکت ها ذکر شده که شیرهای عرضه شده در آستانه 5.2 ریشتر جریان گاز را به صورت خودکار قطع می کنند. این نکته اشتباه و نادرست یا به این دلیل است که وارد کننده محصول و یا فروشنده از نحوه کار شیرهای حساس به زلزله بی اطلاع است یا اینکه از اشتباه مذکور مطلع است ولی آن پاسخی را می دهد که عوام دوست دارند بشنوند. بی اطلاعی بسیاری از واسطه های بازار این کالا نسبت به جوانب تخصصی ادوات مذکور کاملا عمومیت دارد زیرا طبیعی است که یک واسطه با عرضه متنوع محصولات نمی تواند به جنبه های تخصصی همه آنها اشراف کافی داشته باشد. اما سوال اشتباه ممکن است پاسخ اشتباه نیز در پی داشته باشد. در بسیاری از جلسات سوالی که از ما پرسیده می شود این است که شیرهای زلزله طنین با چه ریشتری فعال می شوند؟ دلیل این سوال این است که عموم مردم جهان از جمله ایران مقیاس ریشتر را در میان مقیاس های متعدد زلزله می شناسند. پاسخ دادن به این سوال مشکل است. اگر عددی گفته شود نادرست است و اگر پرسش پرسشگر اصلاح شود نیاز به کلی مقدمه چینی تکنیکی است که ممکن است نه در دامنه حوصله او باشد و نه علاقمندیش. ولی اینجا سعی می کنیم به صورت خلاصه این تصور اشتباه را اصلاح کنیم.

ریشتر یک مقیاس برای بزرگی زلزله است که در سال 1935 توسط چارلز ریشتر معرفی گردید.(مرجع) بزرگی در مقیاس ریشتر یک شاخص برای نیرومندی زلزله است که به صورت لگاریتمی هر زلزله خاصی را با عددی اعشاری مشخص می کند. اگرچه بسیاری از زلزله شناسان و حتی خبرگزاری ها، مقیاس های دیگر زلزله را مناسب تر برای نیرومندی می دانند ولی همچنان به صورت اشتباه بزرگی در مقیاس ریشتر به صورت یک تعصب دیرینه برای بسیاری از رسانه ها باقی مانده است. (مرجع) مرجع 2

اشتباه فعال شدن یک شیر زلزله در عددی در مقیاس ریشتر قبل از همه از اشتباه بسیار عام در خصوص مقیاس های لگاریتمی نشات می گیرد. درست به همین دلیل است که این مقیاس از زلزله مناسب برای رسانه هایی با مخاطب های عامل هم نیست. مقیاس لگاریتمی یعنی اینکه عدد بیان شده به عنوان بزرگی زلزله همانند دیگر مقیاس های لگاریتمی در توان یک عدد ثابت (برای مثال 10) قرار می گیرد. یک فردی که تخصصی در این خصوص ندارد طبیعی است که این مقیاس را همانند یک مقیاس خطی بپندارد. برای مثال 4 کیلوگرم 1 کیلوگرم از 3 کیلوگرم وزن بیشتری دارد و 5 کیلوگرم هم یک کلیوگرم از 4 کیلوگرم وزن بیشتری دارد. این مقیاس بسیار با شهود هر فردی خوانایی دارد. اما 10 به توان 4 می شود 100000 و 10 به توان 3 می شود 10000 پس 10 به توان 4 ، 10 برابر بزرگ تر از 10 به توان 3 است و 10 به توان 5 مساوی است با 1000000 که 100 برابر 10 به توان 3 است. ریشتر یک مقیاس لگاریتمی است بنابراین زلزله ای به بزرگی 5 صد برابر نیرومندتر از زلزله ای است به بزرگی 3 در مقیاس ریشتر. در نتیجه حتی یک مقدار کوچک در اعشار نیز در نیرومندی زلزله با این مقیاس را به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. اشتباه عوام از این نشات می گیرد که با تعمیم دادن مقیاس های حسابی روزمره به زلزله، درک صحیحی از این نداشته باشند که زلزله ای با بزرگی 5 بیش از اندازه تصور آنها نسبت به زلزله ای با بزرگی 4 متفاوت است. بزرگی زلزله مشخصا توسط دامنه زلزله نگار محاسبه می گردد. با توصیف فوق می توان دریافت که عدد بزرگی در مقیاس ریشتر که فقط دامنه از موج واصل شده به ایستگاه زلزله نگاری را نشان می دهد و لگاریتمی شاخصی برای بزرگی زلزله است، هیچ تصور صحیحی نزد مخاطب ایجاد نمی کند. فقط این شبهه را ایجاد می کند که چرا شیر زلزله در یک زلزله 5 ریشتری عمل کرده ولی در زلزله 5.5 ریشتری عمل نکرده است. مشهودا چنین مشاهده ای را عیب دستگاه می پندارد که به هیچ وجه صحیح نیست.

اشتباه آستانه قرار دادن یک عدد در مقیاس ریشتر برای فعال شدن شیرهای حساس به زلزله از عامل دوم و بسیار مهمتر دیگری نیز نشات می گیرد. فعال شدن دستگاهها فقط با توجه به شتاب در نقطه ای صورت می گیرد که دستگاه مذکور در آنجا نصب می گردد. مضافا دستگاه مذکور به شتاب ها در جهت عمود به سطح زمین واکنشی نشان نمی دهند. تمام دستگاههای زلزله استاندارد، معیار واکنش مناسب نسبت به امواج ناشی از زمین لرزه را امواج دریافت شده در صفحه ای موازی با سطح زمین در نظر گرفته اند. در معیار مذکور فرکانس و دامنه موج دریافتی در نقاط خاصی به عنوان عملکرد مناسب شیر زلزله در نظر گرفته شده است. در استاندارد های لحاظ شده در استاندارد ASCE 25-97 و کد ملی استاندارد مطابق آن یعنی ISIRI 10942 هشت موج سینوسی در نظر گرفته شده است که نقاطی به عنوان نقاط فعال نشدن و نقاطی به عنوان نقاط فعال شدن دستگاه در نظر گرفته شده است. همانگونه که می دانیم شتاب در موج سینوسی متغیر است و از 0 تا یک پیک نوسان می کند. در آزمایشات لرزه ای که روی میز لرزان بر نمونه های آزمون اعمال می گردد، دامنه ای در نظر گرفته شده که در تمام این دامنه شیر زلزله نباید نسبت به موج اعمالی عکس العمل نشان دهد. در ادامه دامنه ای در نظر گرفته شده که دستگاه مذکور در تمام آن دامنه مختار است که عمل کند. با این توصیف کاملا روشن است که حتی شتاب به تنهایی معیار مناسب برای آستانه عملکرد این دستگاهها نیست. فرکانس های مشخصی در پیک شتاب در امواج سینوسی معیار برای صحت عملکرد لرزه ای این ادوات هستند. نتیجتا با هیچ فورمولی نمی توان معادل بزرگی در مقیاس ریشتر را از نقاط فعال شدن استاندارد شیرهای حساس به زلزله محاسبه نمود. بنابراین تمام تبلیغات تجاری یا ادعاهایی که برای این دستگاهها آستانه ای در مقیاس ریشتر به عنوان نقطه آستانه فعال شدن آنها در نظر می گیرند فقط مصرف عام داشته و به هیچ عنوان نمی توانند به عنوان مرجع صحیحی برای عملکرد آنها در نظر گرفته شوند.