8.1 - Introdução
Pretende-se conceber um Sistema de Alarme Sísmico, que a partir do grau de alarme relativo a cada um dos precursores considerados, origine um Grau de Alarme Sísmico Total (ou simplesmente Grau de Alarme Sísmico).
Utilizaram-se dois precursores sísmicos:
• as Condições Iniciais do modelo de simulação do processo de ocorrências sísmicas na Península Ibérica, que contêm informação sobre as duas últimas ocorrências sísmicas nesta Península, correspondendo ao passado sísmico recente;
• a Sismicidade Local, ou seja o número de ocorrências sísmicas de qualquer magnitude, registadas na região em estudo, durante um período de tempo T0.
Já se referiu anteriormente (veja-se 2.2) que não foi possível encontrar, para a Península Ibérica, dados temporais referentes a outras grandezas, que poderiam constituir precursores sísmicos, tais como:
• concentrações de Radão na água de poços profundos; • resistividade eléctrica da crosta terrestre;
• variações na relação entre a velocidade das ondas compressivas, ou primárias - vP e das ondas transversais ou secundárias - vS, versus intervalos de acalmia;
• variações do campo magnético terrestre;
• variações no nível freático, não relacionadas com a pluviosidade;
• sismos com valores de intensidade ou magnitude compreendidos dentro de certos intervalos.
Se existissem dados referentes a estas grandezas, elas deveriam também ser incorporadas no Sistema de Alarme Sísmico. Seria necessário determinar, para cada precursor sísmico, o respectivo grau de alarme, englobando-os depois no Grau de Alarme Sísmico.
Como actualmente só existem dados suficientes para os precursores Condições Iniciais e Sismicidade Local, o Sistema de Alarme Sísmico será construído com base nestes precursores, sendo no entanto possível, conceber um aumento futuro do número de precursores a utilizar.
O “input” do Sistema de Alarme Sísmico é a situação sísmica, ou seja, o passado sísmico recente, na Península Ibérica (Condições Iniciais), e o número de ocorrências de qualquer magnitude, ocorridas durante um período de tempo T0, na região para a qual se pretende determinar o grau de alarme sísmico (Sismicidade Local).
O “output” será o Grau de Alarme Sísmico - GA, para a região em causa, durante um período de tempo T0, que se poderá traduzir num valor numérico entre 0 e 100. Este valor poderá, de algum modo, ser convertido, por um agente de decisão, em:
• ausência de alarme ou vigilância (situação normal); • vigilância;
• alarme.
De notar, contudo, que esta associação não deve ser fixa, devendo depender, por exemplo, do risco sísmico da região em estudo (o que considera, de algum modo, as especificidades da região no que toca às estruturas de maior risco e à densidade populacional, entre outros factores).
Pode propor-se, por exemplo, para uma região com moderado risco sísmico, a associação seguinte:
GA ∈ [ 0, 40 ] - ausência de alarme ou vigilância (situação normal); GA ∈ [ 30, 70 ] - vigilância;
Verifica-se, neste exemplo, que os três subconjuntos associados a GA, não são disjuntos. Por exemplo, GA = 65 indica tratar-se de uma situação de vigilância e também de uma situação de alarme.
Esta classificação parece aplicar-se bem à prática, já que é complicado definir limites rígidos, para as classificação do Grau de Alarme Sísmico, mesmo para uma zona com risco sísmico conhecido. Mais uma vez se torna útil o recurso á teoria dos Conjuntos Vagos, onde um elemento pode pertencer a diversos Subconjuntos Vagos, com um “certo grau de pertença”.
Para uma região de baixo risco sísmico, as situações de alarme e vigilância podem corresponder a valores mais elevados de GA, do que as apresentadas no exemplo anterior. Para uma região de elevado risco sísmico, deve passar-se o contrário.
Falta então encontrar um processo que permita determinar o Grau de Alarme Sísmico para uma região, durante um período de tempo T0.
Tendo-se já apresentado a metodologia que permite determinar o grau de alarme relativo aos precursores Condições Iniciais e Sismicidade Local, falta encontrar um processo de os “combinar”, por forma a obter o Grau de Alarme Sísmico, numa região, durante um período de tempo T0.
Será legítimo “somar” os diversos valores de grau de alarme, relativos a cada precursor e considerar a soma resultante, o Grau de Alarme Sísmico? Neste caso, considera-se que cada precursor tem o mesmo contributo para o Grau de Alarme Sísmico Total. Porém, se um precursor for “mais eficiente” do que outro, então esta abordagem não estará correcta. Para verificar a “eficiência” de um precursor consideraram-se as seguintes medidas de desempenho:
• percentagem de sismos previstos (ou de falhas); • percentagem de falsos alarmes;
• percentagem de tempo de alarme.
No capítulo 7 apresentou-se uma metodologia que permite determinar as medidas de desempenho para os dois precursores utilizados.
Determinaram-se também os dois quocientes:
p • U = fa + fs
em que, p representa o número médio de sismos previstos, fa o número médio de falsos alarme e fs o número médio de falhas, valores estes obtidos durante um longo período de tempo de funcionamento do sistema.
No entanto, considerou-se que as três medidas de desempenho inicialmente referidas poderão ser mais úteis à tomada de decisão do gestor do Sistema de Alarme Sísmico. Com efeito, a percentagem de sismos previstos, a percentagem de falsos alarmes e a percentagem de tempo de alarme, são de compreensão imediata para qualquer cidadão comum, ao passo que os quocientes q e U, não são tão intuitivos.
Admita-se, por exemplo que, dado um cenário sísmico, e o valor da Sismicidade Local, durante o período de tempo T0, se sabe que a percentagem de sismos previstos é de, respectivamente, 60% e 35%, para os precursores, Condições Iniciais e Sismicidade Local.
Neste exemplo, é fácil concluir que o precursor Condições Iniciais tem melhor desempenho, do que o precursor Sismicidade Local, já que previu um maior número de abalos sísmicos, devendo ter o grau de alarme do primeiro, uma maior contribuição no valor do Grau de Alarme Sísmico, do que o grau de alarme do precursor Sismicidade Local. Este processo pode repetir-se para cada precursor utilizado, sendo no entanto, necessário definir a importância, para o gestor do Sistema de Alarme, das medidas de performance utilizadas.
Com efeito, numa dada região com elevado risco sísmico, pode interessar essencialmente prever os abalos de forte magnitude, mesmo que para tal seja necessário utilizar um elevado tempo de alarme.
Contudo, noutra região pode ser totalmente desaconselhavel emitir um aviso à população se a probabilidade de ocorrência de um abalo sísmico não for muito grande, ou seja, não será desejável obter uma elevada percentagem de falsos alarmes.
Está-se perante um problema de decisão multicritério, já que se pretende determinar a “importância” ou a contribuição relativa de cada precursor, utilizando-se para isso vários critérios: percentagem de sismos previstos, percentagem de falsos alarmes e percentagem de tempo de alarme. A metodologia AHP vai ser aqui aplicada, visto ser um método de análise multicritério de apoio à decisão.