RO135410A2 - Soluţie inteligentă de protecţie şi avertizare seismică timpurie - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o soluţie inteligentă de protecţie şi avertizare seismică ce include un sistem proactiv de protecţie şi avertizare seismică timpurie şi o metodă pentru protejarea vieţii persoanelor şi bunurilor prin punerea în funcţiune a unor echipamente de protecţie şi/sau prin declanşarea unor protocoale de protecţie şi avertizare timpurie, în mod automat, fără intervenţia unui operator uman, şi la o metodă de formare a utilizatorilor care să le permită să reacţioneze adecvat în momentul declanşării avertizării seismice timpurii. Sistemul conform invenţiei cuprinde trei niveluri: de detecţie, de decizie şi de execuţie, având minimum o componentă pe fiecare nivel, de exemplu la nivelul 1, un senzor (1), de exemplu un senzor seismic montat solidar pe un perete (6) exterior al unei clădiri care, la detecţia unei unde P a unui cutremur, trimite informaţia la nivelul 2, la o unitate (2) centrală care ia decizia şi transmite un ordin de declanşare a protecţiei la nivelul 3, la un organ (3) de execuţie, de exemplu la o electrovană de închidere a gazelor şi totodată transmite informaţia către un utilizator, printr-un echipament (4) de comunicare, de exemplu un telefon mobil, sistemul având prevăzut şi un buton (5) de acţionare manuală, legat funcţional la unitatea (2) centrală, toate elementele descrise fiind conectate între ele prin cabluri şi/sau fără fir.

Description

uriuiUL UE ol Al HENihU INVENȚII Șl MAHC.

Cerere de brevet de invenție Nr.

Data deoozit

Soluție inteligenta de protecție si avertizare seismica timpurie

Descriere

Invenția se refera la o soluție inteligenta de protecție si avertizare seismica, ce include un sistem proactiv de protecție si avertizare seismica timpurie, o metoda pentru protejarea vieții persoanelor si a bunurilor prin punerea in funcțiune a unor echipamente de protecție si/sau declanșarea unor protocoale de protecție si avertizare timpurie in mod automat si fara intervenția unui operator uman si o metoda de formare a utilizatorilor care sa le permită însușirea cunoștințelor si deprinderilor pentru a reacționa adecvat in momentul declanșării avertizării seismice timpurii si de dobândire a abilitatilor necesare care sa le permită sa execute corect procedura de punere in siguranța a utilizatorilor in condițiile de stres asociate unui cutremur major, care in cele mai multe cazuri determina o reacție de “îngheț” sau de fuga iraționala, prin dezvoltarea nivelului de conștiința a datoriei si dobândirea forței psihice necesare.

Sistemul este montat in interiorul sau in vecinătatea obiectivului deservit si realizează protejarea vieții persoanelor, a bunurilor, a clădirii, a echipamentelor si instalațiilor civile, industriale si de orice alta natura împotriva incendiilor si exploziilor consecutive unui cutremur major precum si protejarea mediului in mod automat si fara intervenția unui operator uman. Avertizarea seismica timpurie permite in plus si protecția utilizatorilor prin asigurarea unui interval de timp suficient ca sa ia masurile necesare pentru protecția vieții lor si pentru a se deplasa in siguranța pana la zona din clădire care prezintă riscul cel mai mic.

Sunt cunoscute detectoarele de gaz care închid alimentarea cu gaze in cazul detecției scurgerilor de gaze, detectoarele de fum care in cazul in care sunt activate declanșează extragerea fumului din volumul protejat, senzorii de umiditate care iau masuri similare.

Dezavantajele acestor sisteme provin din faptul ca sunt sisteme reactive, funcționarea lor se declanșează in momentul in care distrugerile încep deja sa se manifeste si pagubele aferente exista deja, rolul lor fiind de a limita aceste pagube. Mai mult decât atat, nicunul din aceste sisteme nu poate funcționa in cazul in care este întrerupta alimentarea cu energie electrica si infrastructura este deteriorata, adica in situația reala a unui cutremur major.

Pericolele care apar in caz de cutremur sunt pe de o parte năruirea parțiala sau totala a clădirii, iar pe de alta parte incendiile si exploziile consecutive unui cutremur major.

Preocuparea protejării vieții utilizatorilor unei clădiri in caz de cutremur exista inca de când primele clădiri au fost ridicate, iar in domeniul proiectării clădirilor s-au făcut îmbunătățiri semnificative prin dezvoltarea legislației si a normelor tehnice corespunzătoare pentru a încerca sa se evite acest pericol. Rezultatul este unul remarcabil: se construiesc clădiri foarte solide, rezistente, structural, la cutremure foarte puternice.

Dezavantajul este ca in felul acesta se acopera numai 50% din pericolele aferente unui cutremur. Chiar si aceste clădiri solide pot arde la fel ca cele cu structura șubreda, din moment ce instalațiile de gaz, curent etc. sunt similare, iar problema apariției neetanseitatilor pe instalația de gaze din interior este una generala, chiar in lipsa unui cutremur, de aceea sunt obligatorii verificările si reviziile instalațiilor de utilizare gaze combustibile. In caz de cutremur neetanseitatile apar ca o consecința a mișcării clădirii si instalațiilor, deci apar si scurgeri necontrolate de gaze, insa atingerea concentrației de explozie a aerului din încăperi se realizează dei abia după cateva minute, zeci de minute sau ore, moment in care din cauza avariei sistemului energetic național si a multor componente de infrastructura detectoarele de gaz nu mai funcționează iar electrovanele nu se mai pot închide, constituind astfel premiza incendiilor si exploziilor.

Alt dezavantaj este cel legat de legislația existenta, care se preocupa puțin sau deloc de echipamentele si instalațiile din interiorul clădirilor care pot duce la explozii si incendii in timpul seismului sau după încetarea lui. Acest risc are o pondere sensibil egala cu năruirea clădirilor, cca. 50% din totalul riscurilor implicate, dar nu este acoperita de soluții practice adecvate. Masurile care se pot lua in timpul sau după producerea cutremurului sunt foarte limitate si toate presupun intervenție umana, iar asta inseamna pe de o parte ca responsabilii care trebuie sa aplice masurile de protecție necesare sa fie formati, sa știe ce sa faca in momentul in care cutremurul începe sa se manifeste si pe de alta parte, fiind ei insisi in pericol iminet, sa aiba forța psihica necesara sa isi îndeplinească obligația (de exemplu sa închidă robinetul general de gaz, robinetul de la rezervorul de amoniac aflat in mijlocul halei industriale etc.) in loc sa se ocupe exclusiv de salvarea viatii proprii.

In situația in care protecțiile menționate ar putea fi acționate automat la momentul oportun evident ca manevrarea lor manuala nu ar mai fi necesara iar acele persoane vor putea folosi tot timpul pana la eventuala prăbușire totala sau parțiala a clădirii pentru a-si salva viata proprie si pe a celor din jurul lor.

Printre primele invenții din domeniul protecției seismice se numără invenția din cererea internațională WO 01/53632, cu titlul: „Capsula de salvare cu instalare verticală în clădire. Această inveție este alcătuită dintr-o capsulă secțională semioctogonală, construită și instalată în timpul ridicării clădirii, și care poate adăposti un anumit număr de oameni, fiind echipată cu câteva panouri de acces. Cu toate că această invenție reușește să ofere un adăpost protejat pentru un anumit număr de oameni, unul dintre dezavantajele acesteia include faptul că are o structură foarte mare și grea, care nu este mobilă și nu poate fi folosită în toate clădirile. Alt dezavantaj este acela că proiectul structural nu reprezintă configurația optimă pentru asigurarea maximului de rezistență. De asemenea, nu oferă protecție pentru oamenii blocați în mediile cu praf sau fum rezultate în urma dezastrului. în plus, această invenție nu oferă mijloace prin care supraviețuitorii să poată fi localizați sub ruinele clădirii.

O altă invenție din acest domeniu este cea descrisă de brevetul FR-A-2 753 223, cu titlul: „Combinație de dispozitive de securitate anticutremur, pentru prevenirea, protejarea și salvarea individuală în cazul distrugerilor cauzate de cutremure. Această invenție este reprezentată de o cușcă metalică, asamblată din mai multe părți, cu o structură foarte mare și grea, care nu este potrivită pentru o gamă largă de clădiri, aceasta fiind atât de grea, încât ar putea încărca structura respectivei clădiri, existând riscul prăbușirii acesteia. Proiectul structurii permite deformarea acesteia, iar cantitatea masivă de material, precum și timpul foarte mare de construcție a dispozitivului, împiedică deplasarea cu ușurință și cu costuri reduse, a acestuia, după ce a fost asamblat în clădirea respectivă. în plus, rezistența pe care o oferă această invenție nu este sigură, din cauza părților mari din care este asamblată, care determină constructorul să folosească, la rândul său, elemente de secțiune mare din respectiva clădire. Mai mult, din cauza faptului că asamblarea acestei unități implică folosirea unui număr considerabil de buloane, găurile acestor buloane, efectuate în elementele secționale, slăbesc rezistența acestora, implicit și rezistența întregii structuri.

O altă soluție din domeniul securității construcțiilor, este reprezentată de invenția din brevetul FR-A-1408922, cu titlul: „Refugiul pentru climatizarea ambianței individuale. Această invenție implică crearea unei incinte protejate, cu o formă și o dimensiune asemănătoare cu cele ale unei camere, în care materialele sunt sprijinite de părțile laterale, având rol de tampon. Mărimea și construcția acestui spațiu oferă o 2 anumită protecție împotriva strivirii, în cazul prăbușirii clădirii respective, însă nici pe departe nu asigură siguranța persoanelor după dezastrul unui cutremur, în primul rând, pentru că nu oferă aproape deloc protecție împotriva obiectelor zburătoare, cum ar fi sticla spartă, lemnul și betonul. în cele din urmă, datorită materialelor și tehnicilor de construcție necesare, realizarea acestei soluții este foarte costisitoare, iar deplasarea incintei, după ce a fost construită, este aproape imposibilă.

O soluție cunoscută este și cea din brevetul RO 120284 B1, „Modul de protecție antiseismică si anticiclonică, ce realizează un spațiu protejat într-un imobil nou sau existent, fără să ocupe un volum mare sau să aibă o greutate excesivă. Modulul este construit dintr-un cadru paralipipedic, cu închidere fixă pe cinci laturi și cu o ușă de acces pe cea de-a șasea latură. Cadrul paralelipipedic este o structură nedeformabilă dintr-un material rezistent. în cazul unui seism, utilizatorul trebuie să se deplaseze spre modulul plasat într-un anumit loc din incinta camerei și să deschidă ușa de acces pentru a intra în incinta modulului.

Printre ultimele invenții din domeniul avertizării seismice se numără cea din cererea internaționala WO2019162858 cu titlul “Metoda si sistem pentru generarea unei avertizări timpurii”. Aceasta invenție propune o metodă de a genera o avertizare seismica timpurie într-o zonă geografică folosind o multitudine de dispozitive de detectare distribuite într-o manieră fixă în zona geografică și care au fiecare un accelerometru cu ax triplu și un modul de comunicare fără fir conectabil la rețeaua de internet, în care fiecare dispozitiv transmite un cod de identificare și coordonatele geografice respective unui server central conectat la rețeaua de internet, măsoară periodic intensitatea unui vector de accelerație, generează un eveniment de undă primar bazat pe intensitatea măsurată a accelerației și, pentru fiecare eveniment de undă primar, transmite un mesaj cu codul de identificare și momentul instant al acestui eveniment către serverul central. Serverul central grupează evenimentele astfel încât fiecare grup cuprinde acele evenimente asociate cu aceeași undă seismică bazată pe procesarea coordonatelor geografice și a instanțelor de evenimente, estimează un epicentrul bazat pe coordonatele geografice și pe momentele de evenimente ale grupurilor și trimite o comandă de alarmă acelor dispozitive situate pe o anumită rază a epicentrului estimat.

Cu toate ca aceasta invenție reușește sa ofere o alarmare timpurie unui grup de oameni aflati in vecinătatea epicentrului, unul dintre dezavantajele acesteia este ca necesita o infrastructura foarte mare. Un alt dezavantaj ar fi ca poate alarma despre producerea iminenta a unui cutremur doar pentru epicentrul prezumat pentru care structura este instalata, iar un alt dezavantaj este ca nu poate anunța cutremurele pentru noile falii deschise de curând, din moment ce epicentrul nu este cunoscut. Un alt dezavantaj: este eficient numai in măsură in care exista cel puțin o persoana care sa recepționeze informația, iar protecția bunurilor trebuie efectuata manual.

O alta invenție din domeniul avertizării seismice este cea din cererea internaționala KR102092935 cu titlul “ Sistem si metoda de avertizare seismica timpurie”. Invenția se referă la un sistem și o metodă de avertizare timpurie a cutremurului si include: o multitudine de senzori instalati în jurul unei regiuni de interes și care măsoară accelerația undei seismice pentru a calcula datele legate de viteză si un dispozitiv de alarmă instalat în regiunea de interes și care generează o alarmă folosind informațiile transmise din modulul senzorului. Dispozitivul de alarmă primește informațiile despre viteza undei seismice și informații despre locația senzorului. O unitate integratoare primește informațiile transmise și generează un semnal de alarmă bazat pe aceste informații.

Si acesta invenție rezolva problema alarmarii timpurii dar nu si pe cea a protecției fizice a utiliatorilor. Mai mult decât atat, in cazul declanșării unei alarme false aceasta se va propaga la toti utilizatorii. Inca un inconvenient este acela al transmiterii către toti utilizatorii a aceleiași informatii despre intensitatea cutremurului - sistemul « shooting ». Unda seismica in propagarea sa, in funcție de natura solului este atenuata sau amplificata deci când ajunge la utilizatori situati la distante si in poziții diferite unda seismica va genera un cutremur de o intensitate diferita fata de cea masurata in epicentru. Deci chiar in situația in are protecția seismica este declansata manual utilizatorul se bazeaza pe date eronate pentru a lua decizia.

Un alt inconvenient apare când seismul are loc in timp ce infrastructura sau elemente ale ei sunt in pana ori daca alarmarea se face pe baza de abonament si utilizatorul nu si-a plătit abonamentul, situație in care alarmarea nu mai ajunge la utilizator.

Un alt inconvenient este ca invenția nu asigura protecția utilizatorilor decât fata de cutremurele cu epicentrale cunoscute si acoperite de rețeaua de senzori seismici. In situația in care se activeaza o noua falie si se declanșează un cutremur cu un epicentru Ίη premiera acesta nu poate declanșa alarmarea timpurie din cauza lipsei implantării senzorilor in noua zona seismica.

Niciuna dintre soluțiile cunoscute indicate mai sus nu protejează simultan si viata utilizatorilor si patrimoniul acestora: clădirea, bunurile, instalațiile si echipamentele si mediul, iar pentru protecția persoanelor în caz de seism nu s-a avut în vedere înlăturarea riscului de incendii, explozii, inundatii, poluare a mediului si celelalte riscuri corelate, in consecința utilizatorii sunt protejati doar de 50% dintre riscurile asociate cutremurului.

Problema pe care invenția de față o rezolvă constă în a asigura atat protecția automata personalizata a clădirilor, bunurilor, echipamentelor si instalațiilor fata de urmările unui seism major, împiedicând mai ales incendiile si exploziile, raspandirea substanțelor toxice in natura, inundarea zonelor monitorizate etc, pentru orice categorie de clădiri: individuale, colective, administrative, profesionale, platforme industriale si altele, cat si avertizarea timpurie care permite utilizatorilor, cu secunde sau zeci de secunde înainte de sosirea undei devastatoare a cutremurului, sa se plaseze in zona de cel mai mic risc din jurul sau, după ce a efectuat acele gesturi salvatoare care sa ii pună in siguranța pe el si pe cei din jurul sau.

Rezolvarea acestei probleme constă în adoptarea unei soluții complexe: - un sistem proactiv inteligent de protecție care, cu secunde sau zeci de secunde înainte de sosirea undei distructive a unui cutremur major, sa declanșeze protecția personalizata pentru toate elementele, echipamentele sau instalațiile conectate la acest sistem si avertizarea timpurie si

- o metoda pentru salvarea vieții utilizatorilor care sa le dea atat informațiile si antrenamentul necesare sa faca gesturile potrivite pentru a se pune in siguranța pe ei si pe cei din jur cat si abilitățile si forța psihica necesare ca sa si poata face acest lucru in condițiile de stres puternic ce apare odata cu manifestarea unui cutremur major, când orice ființa este confruntata cu reacția: freeze/flight/fight încremenește, fuge sau lupta pentru viata sa.

Un alt obiectiv rezolvat de invenție este acela că sistemul propus poate conferi protecție și pentru alte dezastre sau pericole, cum ar fi incendii, scăpări de gaze combustibile, scurgeri de substanțe toxice/periculoase pentru oameni si mediu, inundări ale spatiilor monitorizate si orice alt pericol sau eveniment nedorit care se pot produce chiar in absenta unui cutremur.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că sistemul propus poate fi conectat la Centrala de Incendiu sau la BMS-ul clădirii (Building Management System), realizând astfel si protecția integrata a clădirii si a persoanelor.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că sistemul propus este colaborativ - poate primi informatii de la un alt sistem de avertizare timpurie care ar funcționa pe principii diferite, asigurând astfel redundanta sistemului.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că sistemul propus este independent si autonom, nu are nevoie de infrastructura pentru a funcționa, nici

RO 135410 Α2 f ζ macar de conexiunea la rețeaua de internet, funcționează chiar daca exista o avarie la sistemul de alimentare electrica de mai multe zile sau saptamani, cum este de fapt situația reala in cazul unui cutremur major.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că sistemul propus trece clădirea pe modul protejat înainte de sosirea primei unde seismice distrugătoare si anunța toate replicile cutremurului chiar in situația in care infrastructura este deteriorata sau distrusa.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că protejează mediul - prin procedurile de punere in siguranța a elementelor esențiale se evita scurgerea accidentala a poluantilor iar prin închiderea rezervoarelor cu substanțe periculoase evita deversarea accidentala a acestora in emisari, infiltrarea in aerul respirat si contactul cu persoanele aflate in zona.

Un obiectiv adițional al acestei invenții este reprezentat de faptul că sistemul propus poate fi utilizat in orice locație si protejează utilizatorii de cutremurele care provin de la orice epicentru, deja cunoscut sau inca nerepertoriat.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că sistemul propus este simplu de instalat si amovibil, el poate fi mutat si instalat cu ușurința in orice locație.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că tine cont de situația reala a utilizatorului (sistem gathering) - reacționează la ce se intampla in locul in care este instalat, nu la ce se intampla in epicentrul cutremurului, unde situația este diferita datorita faptului ca undele seismice in timpul propagării lor se atenueaza sau amplifica, in funcție de natura solului, evitând astfel declanșări nenecesare, care duc la pierderi economice semnificative.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că împiedica propagarea semnalelor false in caz de manipulare eronata. Declanșarea protecției si avertizării in cazul in care un utilizator face o manevra eronata nu are incidența decât asupra acelui utilizator, eroarea nu se propaga la alti utilizatori sau la alte sisteme similare.

Un alt obiectiv al acestei invenții este că funcționarea sistemul se face fara servituti, in consecința nu este necesara nici plata unui abonament - ceea ce se instalează la fiecare cladire/locatie protejata este un senzor seismic adevarat, nu un repetitor al informației provenite de la un senzor seismic distant al altor instituții, de care sa ramana legat printr-un abonament pe care daca uita sa il plateasca ramane fara avertizare.

Un alt obiectiv al acestei invenții este acela că permite utilizatorilor sa faca fata cu succes unui cutremur major, oferindu-le cunoștințele si îndemânarea necesare pentru a se salva pe ei si pe cei din jurul lor in momentul declanșării avertizării timpurii si abilitățile si condiția psihica sa faca acest lucru in condițiile de stres caracteristice unui astfel de dezastru.

Soluția inteligena de protecție si alarmare seismica timpurie, conform invenției, rezolva problema tehnica, precum si celelalte obiective subsumate problemei prin aceea ca este constituita dintr-un sistem proactiv de protecție seismica si avertizare seismica timpurie montat in interiorul obiectivului de protejat sau in alta parte si dintr-o metoda de protecție aferenta acestui sistem, ierarhizat pe cel puțin trei nivele: Detecție, Decizie si Execuție si avand cel puțin o componenta pe fiecare nivel, de exemplu la nivelul de detecție un senzor seismic care detectează cutremurele majore inca de la sosirea undei P, de atenționare, montat solidar pe un element din structura de rezistenta a clădirii pentru a monitoriza permanent toate vibrațiile, de exemplu pe peretele exterior, la nivelul de decizie avand unitatea centrala, care preia informatiie de la nivelul superior, ia decizia si transmite ordinul de declanșare a protecției si alarmarii cu secunde sau zeci de secunde înainte de sosirea undei seismice S care poarta potențialul distrugător al cutremurului, către nivelul de execuție, de exemplu la o electrovana de închidere a gazelor si la o alarma care sa emită un sunet specific pentru alarmarea de cutremur, diferit de orice alte alarmari, de exemplu de alarmarea de incendiu.

Soluția inteligenta de protecție si alarmare seismica, conform invenției, are asociat si un echipament de comunicare, de exemplu un telefon mobil, care primește informatii de la nivelul de decizie sub forma de sms sau prin orice alta forma si un buton de acționare manuala pentru testare, care asigura si redundanta sistemului, legat funcțional la unitatea centrala, toate elementele descrise fiind conectate intre ele filar si/sau wireless.

Soluția inteligenta de protecție si alarmare seismica, conform invenției, are asociata si o metoda de formare a utilizatorilor care sa le permită însușirea cunoștințelor si deprinderilor pentru a reacționa adecvat in momentul declanșării avertizării seismice, precum si o metoda de dobândire a abilitatilor necesare prin dezvoltarea nivelului de conștiința a datoriei si dobândirea forței psihice care sa le permită sa execute acțiunile necesare in situația de stres cauzat de dezastrul in curs de desfășurare.

Aceasta invenție este reprezentata de o soluție de protecție inteligenta si avertizare seismica, compusa dintr-un sistem proactiv de protecție seismica timpurie, o metoda de protecție aferenta utilizării sistemului si o a doua metoda, de insusire a protocolului de punere in siguranța a utilizatorilor si de dobândire a abilitatilor necesare pentru a avea forța psihica necesara executării acestui protocol in momentul declanșării avertizării timpurii in condițiile de stres asociate unui cutremur major, care in cele mai multe cazuri determina o reacție de “îngheț” sau de fuga iraționala.

Sistemul proactiv de protecție si avertizare seismica timpurie este compus din trei sau mai multe nivele: Detecție, Decizie si Execuție, fiecare nivel avand minimum un element, care permit derularea unor proceduri de protejare si punere in siguranța a clădirii, bunurilor, echipamentelor si instalațiilor si de salvare a vieții utilizatorilor.

Nivelul de detecție este constituit din unul sau mai multe elemente precum senzor seismic, detector de gaz, detector de fum, senzor de umiditate si din orice alti senzori, detectori si senzori specializati care detectează pericolele cauzate de cutremur precum incendiile, exploziile, inundarea si alte pericole care apar cu ocazia declanșării unui cutremur sau din alte cauze si in lipsa unui cutremur. La acest nivel este integrat si un buton cu acționare manuala pentru testarea periodica a funcționarii sistemului si intrarea ce permite integrarea semnalului provenit de la orice alt sistem de alarmare seismica timpurie sau de alta natura, ceea ce asigura redundanta sistemului.

Nivelul de decizie e compus din Unitatea Centrala, care preia de la nivelul de detecție informațiile privind pericolul sau pericolele aparute si transmite comanda catre nivelul de execuție, mai exact către acele elemente cuprinse in protocolul de protecție care pot duce la înlăturarea pericolului, catre echipamentul de comunicare si catre semnalizarea care poate fi de tip alarma, adresare publica sau semnalizare luminoasa. Unitatea centrala este realizata astfel incat sa susțină funcționarea sistemului si declanșarea protecției chiar in condițiile unei avarii a alimentarii cu energie electrica timp de mai multe zile sau saptamani.

Nivelul de execuție este compus din echipamentele specifice înlăturării fiecăruia dintre pericolele detectate, putând fi mai multe echipamente implicate in înlăturarea unui aceluiași pericol. De exemplu, in cazul detecției unui cutremur acțiunile preventive / echipamente acționate pot fi: întreruperea alimentarii cu gaze combustibile, întreruperea alimentarii electrice, întreruperea alimentarii cu apa, alarmarea, aducerea ascensoarelor la parter, deschiderea ușilor de evacuare, adresarea publica, oprirea centrifugelor, zavorarea zonelor de depozitare a materialelor cu potențial periculos sau poluant, blocarea rafturilor din depozite si supermarketuri, pornirea generatoarelor sistemelor auxiliare de alimentare, oprirea materialului rulant, semnalizarea rutiera pentru oprirea circulației înaintea accesului in tuneluri si pe viaducte, oprirea echipamentelor industriale, salvarea datelor, oprirea trenurilor ușoare, semnalizarea in camera de comanda, oprirea echipamentelor hidraulice, izolarea corpurilor si lichidelor fierbinți, asigurara dispozitivelor medicale, alarmarea la distanta a utilizatorului, avertizarea echipelor de intervenție, precum si conexiuni la Centrala de Incendiu si la BMS pentru a asigura protecția integrata, dar fara a se limita doar la acestea.

Aceasta invenție consta, așadar, dintr-un sistem inteligent proactiv de protecție seismica, metoda de protecție aferenta si metoda de formare a utilizatorilor care sa le permită însușirea cunoștințelor si deprinderilor pentru a reacționa adecvat in momentul declanșării avertizării seismice, precum si de dobândire a abilitatilor necesare prin dezvoltarea nivelului de conștiința a datoriei si dobândirea forței psihice care sa le permită sa execute acțiunile necesare in situația de stres cauzata de cutremur.

Avantajele soluției inteligente de protecție si avertizare seismica, conform invenției, sunt următoarele:

- Salveaza viata utilizatorului prin eliminarea riscurilor de incendiu si explozie la care este supus in cazul compromiterii etanseitatii instalației de gaz combustibil sau a declanșării unui incendiu din cauza unui scurtcircuit electric,

- Protejează de distrugere clădirea, echipamentele, instalațiile si bunurile utilizatorilor,

- Tine cont de situația concreta a beneficiarului (sistem gathering) reacționează la ce se intampla in locul in care este instalat, nu la ce se intampla in epicentrul cutremurului, unde situația este diferita datorita faptului ca undele seismice in timpul propagării lor se atenueaza sau amplifica, in funcție de natura solului,

- Reacționează adecvat la toate cutremurele care in propagarea lor baleiaza si locația utilizatorului - indiferent daca epicentrul este sau nu este instrumentat ori cutremurul are epicentru necunoscut (o noua falie activata si neinvestigata),

- Independent si autonom - funcționează si “off grid”, atunci când infrastructura este deteriorata (electricitatea, comunicațiile etc.) - adica in condițiile normale ale unui cutremur major,

- Reacționează atat la seismul principal cat si la toate replicile - uneori replicile au o intensitate comparabila cu cea a cutremurului principal si se întind pe un interval foarte mare,

- Poate declanșa orice sistem de protecție: închidere gaz, apa, electricitate, instalatii tehnologice (benzi transportoare, trafic feroviar, aducere ascensoare la parter, închidere rezervor de amoniac (de exemplu la fabricile de bere). Ar putea face chiar si o cafea înainte de cutremur daca asta ar folosi cuiva.

- împiedica incendiile si exploziile prin închiderea gazului din exteriorul clădirii - singura protecție eficienta.

- Semnalizare discreta pentru a nu crea panica, aceasta poate fi amplificata si trimisa si la distanta.

- Semnalizarea cutremurelor mici se face cu leduri luminoase, fara a declanșa protecția,

- Monitorizează spatiile de interes din punctual de vedere al scurgerilor accidentale de gaze combustibile, al incendiilor si al altor pericole chiar si in absenta unui cutremur,

- Asigura redundanta prin conexiunea cu un sistem (care funcționează eventual după principii diferite) asigurând astfel convergenta informației pentru luarea unei decizii,

- Asigura business continuity - continuitatea afacerii se realizează prin evitarea apariției pagubelor si minimizarea consecințelor cutremurului.

- împiedica propagarea semnalelor false in caz de manipulare eronata utilizatorul care apasa din greșeala pe butonul de testare sau comite o eroare in utilizare declanșând astfel protecția si alarmarea este singurul implicat in acest incident. Sistemul fiind local eroarea nu se poate propaga la alti utilizatori.

- Nu este nevoie de abonament - ceea ce primește utilizatorul la instalare este un sensor seismic adevarat, nu un repetitor al informației provenite de la senzorul seismic al altor instituții, de care sa ramana legat printr-un abonament pe care daca uita sa il plateasca ramane fara avertizare.

- Fiabilitate sporita - are un filtru foarte performant care blochează toate vibrațiile de natura neseismica : nu da alarme false, nu « uita » sa sune când e cazul

- împiedica inundarea spatiilor vitale si tehnologice prin acționarea unor elemente de execuție suplimentare

- Protejează mediul - prin procedurile de punere in siguranța a elementelor esențiale se evita scurgerea accidentala a poluantilor iar prin închiderea rezervoarelor cu substanțe periculoase se evita deversarea accidentala a acestora in emisari, infiltrarea in aerul respirat si contactul cu persoanele aflate in zona.

- Investiția se plătește singura prin scăderea primei de asigurare scăderea riscului seismic se reflecta in scăderea primei de asigurare (cu procente in funcție de societatea de asigurări aleasa), astfel incat sistemul instalat ajunge sa se plateasca singur, după care utilizatorul ramane in deplina siguranța, cu investiția recuperata si in plus cu beneficiul economiilor anuale

- Cost accesibil - achiziționare graduala: sistemul fiind modular se poate începe cu o configurație de baza minimala, urmând sa fie achiziționate si alte module care declanșează automat protecții complementare pe măsură apariției necesităților: alarmare, mesaj vocal, aducerea ascensoarelor la parter, conexiune la BMS sau la centrala de incendiu etc.

- Creaza spatii sigure ce conferă proprietarului un avantaj competitiv pentru vanzare sau închiriere: la calitate egala se prefera spațiul protejat seismic, care in caz de cutremur asigura protecția patrimoniului si business continuity,

- Poate fi instalat oricând: atat in timpul cat si după terminarea construcției (clădirii sau platformei industriale),

- Este amovibil - poate fi mutat cu ușurința, iar odata montat corect pe perete este gata de utilizare fara a avea nevoie de reglaje.

- Permite dobândirea abilitatilor vitale pentru salvarea vieții prin formarea utilizatorului, dezvoltarea competentelor de evaluare corecta a situației si de reacție rapida si corecta a utilizatorului prin informare, instruire si practicarea regulata a procedurii de salvare in cadrul simulărilor periodice .

- Determina evoluția continua a abilitatilor utilizatorului de protejare a vieții de la faza inițiala de „inconștient - inabil”, trecând prin „conștient - inabil” si „conștient abil” pentru a ajunge, prin exercițiile care duc la rutina, la stadiul de „inconștient abil”.

- Determina creșterea nivelului de performanta in salvare a vieții utilizatorului prin eliberarea de frica corelata cu creșterea nivelului propriu de conștiința si prin dezvoltarea nivelului de conștiința a datoriei/misiunii.

Se da in continuare un exemplu de realizare a invenției, in legătură si cu fig. 1...9, care reprezintă:

- fig. 1, schema de principiu a sistemului

- fig. 2, structura sistemului

- fig. 3, distanta la hipocentru

- fig. 4, timpul de avertizare

- fig. 5, algoritmul de funcționare

- fig. 6, schema bloc a unitatii centrale

- fig. 7, exemplu de realizare

- fig. 8, schema de conexiuni electrice

- fig. 9, piramida nivelelor de conștiința

La orice seism in momentul “0”, la începutul mișcării seismice, pornesc simultan mai multe unde seismice, care sunt clasificate după diferite criterii. După viteza (Fig. 4) unda P (Primara) are viteza cea mai mare dar poarta energia cea mai mica, iar unda S (Secundara) si următoarele au viteza mai mica dar poarta energia distrugătoare a seismului. Deoarece pornesc din hipocentru in același moment dar au viteze diferite ele vor ajunge la utilizator la momente diferite. întârzierea undei S fata de unda P este cu atat mai mare cu cat distanta utilizatorului fata de hipocentru este mai mare. Aceasta întârziere, corectata cu timpul de reacție a sistemului, reprezintă timpul de avertizare.

Timpul de avertizare poate fi determinat cu relația:

tavertizare = ts - tp-tRs, unde t_s si tp sunt timpii in care ajunge la locația utilizatorului unda seismica secundara, respectiv cea primara iar t_Rs reprezintă timpul de reacție a sistemului.

Exprimat in funcție de distanta se poate scrie:

tavertîzare^B D/v_s - D/vp -tR_S, unde D este distanta intre locația utilizatorului si hipocentru, v_s si vp sunt vitezele medii de propagare ale unei seismice secundare respectiv primare prin straturile succesive de sol de naturi diferite si depind de natura solului pe traseul dintre hipocentru si utilizator, iar îrs este timpul de reacție a sistemului.

Distanta D pentru doua cutremure produse la adâncimi diferite dar avand același epicentru si luând in considerație același utilizator este diferita in cele doua cazuri.

Ea se calculează cu relația (Fig. 3):

D = Sqr (d²+h²), unde d este distanta dintre utilizator si epicentrul cutremurului, h este adancimea cutremurului (hipocentrului) iar variația distantei pana la epicentru determinata de curbura Pământului este considerata neglijabila, respectiv lungimea coardei este egala cu lungimea arcului de cerc.

In ipoteza in care, simplificând pentru a avea o prima imagine despre timpul de reacție, diferența Δν intre v_s si v_P ar fi 7,5 km/s atunci timpul de avertizare poate fi calculat cu relația:

tavertîzare = D / 7,5 - îr_S [s], unde D [km], Δν [km/s] si t_RS [s].

Ca aplicație practica in exemplul din Fig. 3, cu ipotezele enunțate mai sus, pentru un cutremur produs la adancimea de 32,2 km timpul de avertizare pentru un utilizator aflat la 169,1 km de epicentru este de 22,4 s.

Sistemul dat ca exemplu este alcătuit pe trei nivele (Fig. 1): detecție, decizie si execuție si avand minimum o componenta pe fiecare nivel, de exemplu (Fig. 7) la nivelul de detecție senzorul seismic 1, montat solidar pe un element din structura de rezistenta a clădirii, de exemplu pe peretele exterior 6, la nivelul de decizie unitatea centrala 2, care preia informatiie de la nivelul superior, ia decizia si transmite ordinul de declanșare a protecției către nivelul de execuție, la electrovana 9 de închidere a gazelor 3 montata in exteriorul clădirii si totodată transmite informația către echipamentul de comunicare, de exemplu un telefon mobil 4, sistemul avand prevăzut si un buton de acționare manuala pentru testare 5, legat funcțional la unitatea centrala 2, toate elementele descrise fiind conectate intre ele filar si/sau wireless. Pentru verificări si intervenții asupra sistemului se prevede si robinetul de izolare 7 in exteriorul clădirii, înainte de electrovana 3, iar la interior contorul 8 pentru monitorizarea consumului de gaze, regulatorul de presiune 11 pentru protecția echipamentului prin asigurarea alimentarii cu aplatizarea fluctuațiilor de presiune, manometrul 9 pentru verificarea asigurării presiunii minime de lucru si manometrul 10 care permite reglarea funcționarii regulatorului 11 astfel incat sa asigure presiunea nominala la consumator prevăzută in manualul tehnic.

De exemplu, in momentul in care începe un cutremur sistemul de protecție si avertizare seismica este in stare de veghe 24/7 (Fig. 5). Vibrația detectata este analizata si daca accelerația acesteia nu depășește valoarea de prag sau când vibrația detectata nu are forma de unda seismica este filtrata / blocata si sistemul se întoarce la starea de veghe.

Daca unda este de tip seismic si daca accelerația acesteia este superioara valorii de prag, prestabilita, informația ajunge le unitatea centrala, care declanșează protocolul de protecție prestabilit, care in cazul dat ca exemplu consta din închiderea alimentarii cu gaze combustibile de către electrovana aflata in exteriorul clădirii, daca aceasta nu este închisa deja, simultan declanșează avertizarea timpurie, care poate fi o sonerie / o sirena care emite un sunet specific avertizării la cutremur pentru a preveni confuzia si tot simultan transmite către echipamentul de comunicare, de exemplu telefonul inteligent al utilizatorului, informația sub forma de sms sau sub orice alta forma si revine la starea de veghe.

Daca nu este vorba de seismul principal iar unda seismica detectata corespunde unei replici a seismului se parcurg toti pașii precizati anterior cu singura diferența ca electrovana va fi deja închisa, declansata fiind anterior de către seismul principal iar sistemul, după ce a declanșat avertizarea si a transmis informarea către utilizator revine in starea de veghe.

In mod periodic verificarea funcționarii corecte a sistemului se face apasand butonul de test 5, moment in care daca totul este in regula se aude un sunet specific si este declanșat protocolul de protecție. Verificarea funcționarii corecte a fiecărui element in parte, de exempu in situația in care nu este permisa întreruperea alimentarii cu gaze, se poate face decuplând fizic echipamentele care compun sistemul si se testează separat, iar il locul electrovanei in funcțiune se conectează o alta electrovana de test. Electrovana in funcțiune se testează si de fiecare data când se face verificarea sau revizia periodica si obligatorie a instalației de gaze.

Unitatea Centrala este conceputa astfel inca sistemul sa funcționeze autonom si independent, chiar in situația reala a unui cutremur, când infrastructura este deteriorata si nefunctionala total sau parțial (Fig. 6). Modulele redresoare cu stocare de energie 1 si 2 sunt conectate in mod continuu la sursa de alimentare cu energie electrica de 220V sau 110V, 8, in funcție de zona de utilizare, pe de o parte si la modulul de comanda pentru acționarea protocolului de protecție 5. Modulul de verificare a existentei inpamantarii, 3, face sa se aprinda ledul roșu 11 in cazul in care inpamantarea nu este corespunzătoare, prevenind astfel accidentele in cazul apariției unei defecțiuni. In cazul in care totul funcționează bine ledul ledul roșu 9 este stins iar ledul verde 10 semnalează acest lucru. Intrările de la senzori pot fi de tip contact liber de potențial, de exemplu senzorul seismic, care intra in clemele de conexiune 14 si care comanda releul 13 al modulului de comanda 5 si de tip semnal 110V, 220V sau alta tensiune continua sau alternativa, de exemplu detectorul de gaz, care intra prin clemele de conexiune 9 in modulul de comanda 4, care mai departe transmite comanda către modulul 5 după realizarea separării galvanice, de io exemplu prin intermediul unui optocuplor 12. Numărul de module de interfața de tip 4 si 5, neprezentate in figuri, este egal cu numărul de senzori necesari. Comenzile de acționare către organele de execuție pentru derularea protocolului de protecție sunt transmise prin intermediul clemei de conexiuni 15 pentru acționarea directa a echipamentelor de 220V, 110V sau alte tensiuni, de exemplu electrovana de gaze 6 si prin intermediul unui releu 5 si al clemei de conexiuni 7 la transmiterea semnalului liber de potențial pentru interconectarea cu BMS sau cu Centrala de Incendiu in situația asigurării protecției integrate.

Exemplu de realizare a conexiunilor electrice este dat in continuare in Fig.

8, unde este reprezentata intrarea semnalului de la senzorul seismic 1, detectorul de fum 2 si detectorul de gaz 3 in unitatea centrala 5, cu asigurarea alimentarii de la tabloul electric 4 si plecarea către electrovana 6, cu asigurarea protecției prin inpamantare printr-un circuit special 7, toate acestea fiind interconectate prin clemele de conexiune L1...L12.

Soluția inteligenta de protecție seismica si avertizare timpurie, conform invenției, in vederea obținerii de rezultate eficiente si a realizării unei protecții sigure se bazeaza pe de o parte pe sistemul tehnic prezentat mai sus si care realizează in proporție de 100% protecția clădirii, a bunurilor, a sistemelor si a echipamentelor tehnice contra incendiilor, exploziilor, inundării etc. precum si protecția vieții utilizatorilor, prin asigurarea tuturor condițiilor obiective necesare. Pe de alta parte, pentru a obține cel mai bun rezultat la salvarea vieții trebuie asigurate si condițiile subiective care sa permită utilizatorilor sa cunoască ce au de făcut in caz de cutremur, sa fie fizic capabili sa o faca si sa aiba abilitățile si forța psihica sa faca acest lucru in condițiile de stres generate de un cutremur.

Sistemul inteligent de protecție si avertizare timpurie, conform invenției, necesita formarea utilizatorilor in scopul dobândirii competentelor de evaluare corecta a situației si de reacție rapida prin informare, care ii face sa treaca de la stadiul inconștient inabil (suna alarma - ce ma fac? Fugiiiti!), către cel de conștient inabil (suna alarma - acum știu ca trebuie sa ma plasez in zona de risc minim: unde o fi aia?) prin exersarea inițiala care le permite accesul la stadiul de conștient abil (suna alarma - aha: trebuie sa merg langa elementele de rezistenta ale clădirii, in afara zonei de proiecție a cioburilor sau de cădere a obiectelor de pe etajere) pentru ca ulterior, prin exercițiile făcute pana la formarea rutinei in cadrul alarmelor periodice sa acceseze stadiul de inconștient abil (suna alarma - merg acolo unde am mai mers de atatea ori fixandu-mi atentia la ce pot face pentru ceilalți si fara sa uit sa-mi iau ceașca in care mi-a mai ramas putina cafea, ca nu se știe când o pot avea pe următoarea).

Pentru a asigura un comportament oportun, adecvat si fiabil este necesara accesarea unui nivel superior de conștiința pe scara lui Hopkins, pornind de la nivelul actual, care, statistic vorbind este foarte probabil sa fie sub 200 (85% dintre oameni au un nivel sub 200). Trecerea de la nivelurile inferioare, situate in afara zonei de conștiința - Fig. 9 (rușine, vinovăție, apatie, durere, frica, dorința, furie, mândrie), care au asociate comportamente de inerție si hiperactivitate către nivelul 1 de conștiința (peste 200), care are asociata buna-dispozitie si productivitatea si apoi lansarea către nivelul 2 (peste 400), care are asociate performante de vârf fara stres, se face printr-o tehnica speciala de dezvoltare personala care combina intr-o metoda de formare noua si unica cele mai adecvate elemente din NLP, Rezonans, Points of You, Mandale si TRE. In urma acestei formari utilizatorul ajunge ca in momentul apariției cutremurului, care declanșează stresul si la cele mai multe persoane reacții ale organismului la manifestarea pericolului provenind din creierul reptilian de tip inghet/fuga sa fie capabil, datorita antrenamentului asiduu sa aiba abilitatea de a accesa cortexul prefrontal si sa aiba controlul emoțiilor si inteligentei care sa permită reacții conștiente, oportune si corect executate cu conștiința datoriei sau a misiunii asumate.

Claims (3)

1. Revendicări

   1. Sistem proactiv inteligent de protecție a vieții, bunurilor si mediului, de uz industrial, profesional, personal, comunitar, imobiliar, casnic si orice alta situație, in caz de cutremur major, scurgeri de gaze combustibile, scurgeri de apa, degajare de fum, scurgerea accidentala de substanțe toxice si alte pericole consecutive unui cutremur major sau aparute din orice alta cauza, care poate preveni pierderea vieții, ranirea persoanelor, distrugerea clădirilor, bunurilor si patrimoniului si poluarea si degradarea mediului, prin acționarea echipamentelor de protecție adecvate si alarmare, declanșarea protocoalelor de protecție impuse de lege, de normele tehnice in vigoare sau protocoalelor personalizate solicitate de utilizator pentru sporirea siguranței proprii si a mediului privat, de lucru sau recreativ in care isi petrece viata, declanșate automat si fara intervenția unui operator uman si de alarmare timpurie, caracterizat prin aceea ca este alcătuit pe trei nivele: detecție, decizie si execuție si avand minimum o componenta pe fiecare nivel, (Fig. 7) la nivelul de detecție un senzor seismic 1, montat solidar pe un element din structura de rezistenta a clădirii, de exemplu pe peretele exterior 6, sau orice alt senzor necesar ori un senzor personalizat, la nivelul de decizie unitatea centrala 2, care preia informatiie de la nivelul superior, ia decizia si transmite ordinul de declanșare a protecției către nivelul de execuție, la electrovana de închidere a gazelor 3 montata in exteriorul clădirii, sau la electrovana de apa ori la întrerupătorul electric automat ori la orice alte echipamente de execuție necesare executării protocolului de protecție ales si totodată transmite informația către echipamentul de comunicare, de exemplu printrun sms sau prin orice alta forma către un telefon mobil 4 sau către orice alt echipament de comunicatii, sistemul avand prevăzut si un buton de acționare manuala pentru testare 5, legat funcțional la unitatea centrala 2, toate elementele descrise fiind conectate intre ele filar si/sau wireless. Pentru verificări si intervenții asupra sistemului se prevede si robinetul de izolare 7 in exteriorul clădirii sau orice alte elemente de închidere adecvate înainte de electrovana 3 sau de echipamentul de protecție adecvat, iar la interior contorul 8 pentru monitorizarea consumului de gaze, regulatorul de presiune 11 pentru protecția echipamentului prin asigurarea alimentarii cu aplatizarea fluctuațiilor de presiune, manometrul 9 pentru verificarea asigurării presiunii minime de lucru si manometrul 10 care permite reglarea funcționarii regulatorului 11 astfel încât sa asigure presiunea nominala la consumator prevăzută in manualul tehnic sau orice alte elemente necesare care sa permită funcționarea in condiții nominale a echipamentului sau instalației protejate.
2. 2. Sistemul conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca are asociata o metoda de protecție a a vieții, bunurilor si mediului, de uz industrial, profesional, personal, comunitar, imobiliar, casnic si orice alta situație, in caz de cutremur major, scurgeri de gaze combustibile, scurgeri de apa, degajare de fum, scurgerea accidentala de substanțe toxice si alte pericole consecutive unui cutremur major sau aparute din orice alta cauza, care poate preveni pierderea vieții, ranirea persoanelor, distrugerea clădirilor, bunurilor si patrimoniului si poluarea si degradarea mediului, prin acționarea echipamentelor de protecție adecvate si alarmare, declanșarea protocoalelor de protecție impuse de lege, de normele tehnice in vigoare sau protocoalelor personalizate solicitate de utilizator pentru sporirea siguranței proprii si a mediului privat, de lucru sau recreativ in care isi petrece viata, declanșate automat si fara intervenția unui operator uman.
3. 3. Sistemul conform revendicării 1, caracterizat prin aceea ca are asociata o metoda de formare a utilizatorilor care sa le permită sa-si salveze viata prin însușirea cunoștințelor, deprinderilor si prin practicarea regulata a procedurii de salvare in cadrul simulărilor pentru a putea evalua corect situația si a sti sa reacționeze adecvat in momentul declanșării avertizării seismice timpurii, pe de o parte si de dobândire a abilitatilor necesare care sa le permită sa execute toate acestea in condițiile de stres 12 care apar la declanșarea unui cutremur major si care in cele mai multe cazuri determina o reacție de “îngheț” sau de fuga iraționala, prin dezvoltarea nivelului de conștiința a datoriei si dobândirea forței psihice necesare.