ירי הטילים מאיראן כבר גבה את חייהם של מספר אזרחים והוביל לפציעתם של רבים אחרים, כולל מראות הרס שנדיר לראות כמותם בישראל – ואחת הסיבות המרכזיות לכך היא אפקט ההדף: תוצר של שחרור אנרגיה פתאומי שיוצר גל לחץ עוצמתי ומהיר, המסוגל לגרום להרס רב. טווח אפקט ההדף משתנה מאוד ותלוי בגורמים רבים, אך עוצמת הפיצוץ היא המרכיב המכריע ביותר. אז מהו אותו גל הדף, איך הוא נוצר, מה משפיע על עוצמתו ועל המרחק שאליו הוא מגיע וכיצד אפשר בכל זאת להתמודד מולו?
אפקט הדף של טילים הוא התוצאה ההרסנית של גל ההדף שנוצר בעקבות פיצוץ הטיל. הוא משפיע על הסביבה הפיזית ועל בני האדם כאחד. גל ההדף יכול לגרום נזק למבנים ולפציעות חמורות בגוף, עד לכדי מוות.
צילום רחפן של נזקי הפגיעה הישירה בבת ים
(צילום: גיל נחושתן)
"אפקט ההדף הוא למעשה גל הלם שנוצר כתוצאה מאירוע פתאומי ומהיר של שחרור אנרגיה", מסביר פרופ' אשר יהלום מאוניברסיטת אריאל. "כאשר מתרחש אירוע כזה, האנרגיה משתחררת במהירות עצומה ודוחפת את האוויר (או כל תווך אחר) הסובב אותה. דחיפה זו יוצרת דחיסה מהירה של האוויר, שמתקדמת החוצה מנקודת המקור בצורת גל. גל הדחיסה הזה הוא גל ההלם".
הוא מסביר כי "המאפיינים העיקריים של אפקט ההדף הם עליית לחץ פתאומית וחזקה, שכן הלחץ בנקודת ההדף עולה בחדות ובמהירות עצומה לעומת הלחץ האטמוספרי הרגיל. גל ההלם מתפשט במהירות גבוהה מאוד, מהירות שוות ערך למהירות הקול (כ-343 מטר לשנייה). הלחץ הגבוה ביותר חולף במהירות, ולאחר מכן הלחץ פוחת ככל שהוא מתפשט. אפקט ההדף הוא גורם הנזק העיקרי בפיצוצים. הלחץ העצום שהוא מפעיל יכול לגרום לקריסת מבנים, ניפוץ חלונות, העפה של חפצים ופגיעה באיברים פנימיים של גוף האדם – לעיתים אף למוות".
אפקט ההדף מושפע ממגוון רחב של גורמים, המשפיעים על עוצמתו, התפשטותו והנזקים שהוא גורם. "כמות האנרגיה המשוחררת (עוצמת הפיצוץ) היא הגורם המשפיע ביותר. ככל שכמות האנרגיה המשוחררת גדולה יותר, כך גל ההדף יהיה חזק יותר, יתפשט למרחק רב יותר ויגרום לנזק גדול יותר", אומר פרופ' יהלום. "גם לסוג חומר נפץ יש משקל רב מכיוון שחומרי נפץ שונים משחררים אנרגיה בקצב שונה וביעילות משתנה, מה שמשפיע על חדות גל ההדף ועוצמתו. עוצמת גל ההדף דועכת במהירות רבה עם העלייה במרחק ממוקד הפיצוץ. העוצמה יורדת באופן דרסטי, והלחץ יורד במידה ניכרת, ככל שמתרחקים ממוקד הפיצוץ".
לדבריו, צפיפות התווך משפיעה על מהירות התפשטות הגל ועל בליעת האנרגיה שלו. לדוגמה, מכשולים פיזיים כמו מבנים או הרים יכולים לחסום, להחזיר או להפחית את עוצמת גל ההדף, ולכן פיצוץ בחלל סגור יגביר במידה ניכרת את אפקט ההדף עקב החזרות ותיעול הלחץ. "עוצמת הפגיעה אינה תלויה רק בלחץ השיא, אלא גם במשך הזמן שבו הלחץ הגבוה מופעל. פעימת לחץ ארוכה יותר, גם אם בעוצמה זהה, עלולה לגרום לנזק חמור יותר", מוסיף פרופ' יהלום.
איך לצמצם את הפגיעה?
"המרחבים המוגנים בארץ תוכננו כך שיוכלו לתת מענה לטווח של איומים", אומר פרופ' יהלום. "הסידור של הברזלים בתוך הבטון הוא כזה שמצמצם את סכנת התפרקות חתיכות בטון כתוצאה מעומס הדף, כיסוי הטיח הוא דק יותר מאותה סיבה. לכן, מומלץ להימנע מתליית אלמנטים על הקירות שיכולים לעוף ולהתנפץ, כמו תמונות עם מסגרת זכוכית וכדומה".
יהלום אומר שאת חלון המתכת של הממ"ד חשוב לסגור. לפי הנחיות פיקוד העורף, אם יש גם חלון זכוכית בעל כנף אחת, יש לסגור ולנעול אותו; בממ"ד שיש בו חלון זכוכית דו-כנפי (חלון הזזה בעל שני חלקים), עדיף להוציא את חלונות הזכוכית מהמסילה ולהניח אותם מחוץ למרחב המוגן, כדי שלא יישברו ויהיו רסיסים. במקרה שיש תריס, יש חשיבות לסגירה הרמטית שלו.
פרופ' יהלום מדגיש כי "במקרה שלא נמצאים במרחב מוגן תקני – שהוא המקום הבטוח ביותר מפני הדף ורסיסים – בזמן פיצוץ קרוב בשטח פתוח, יש לשכב על הקרקע, עדיף מאחורי סלע או מחסום דומה, כדי למזער את שטח הגוף החשוף לגל ההדף ולרסיסים. יש להתרחק מחלונות, מדלתות זכוכית ומכל חפץ שעלול ליפול או להתנפץ, זאת מפני שחלקיקים עפים הם אחד הגורמים העיקריים לפציעות באירועים מהסוג הזה".
מבחינת הבנייה, צמצום הפגיעה של אפקט ההדף דורש שילוב של תכנון הנדסי, אמצעי מיגון ונהלי התנהגות במצבי חירום. בהקשר של חיזוק מבנים קיימים יש להשתמש בחומרים מרוכבים (כמו בדים בליסטיים) לחיזוק קירות קיימים. התקנת דלתות וחלונות מיוחדים שתוכננו לעמוד בלחצי הדף גבוהים גם הם הכרחיים. במרחבים מוגנים (ממ"דים/מקלטים), יש להתקין מגיני הדף ושסתומים בפתחי האוורור, שייסגרו אוטומטית בעת זיהוי גל הדף כדי למנוע את חדירתו.
בתכנון מבנים חדשים, במיוחד באזורי סיכון, אפשר לשלב עקרונות הנדסיים המפחיתים את הפגיעות להדף, כמו בניית קירות עבים ושימוש בבטון מזוין (שילוב רשתות או מוטות מחומר חזק, לרוב פלדה, עם בטון); תכנון המאפשר למבנה לספוג חלק מהאנרגיה של ההדף באמצעות דפורמציה (פלסטיות; היכולת של חומר לשנות את צורתו בתגובה לכוחות שהופעלו עליו) מוגבלת, במקום לקרוס; תכנון המנתב את גלי ההדף באופן שיצמצם את הלחץ על אלמנטים קריטיים ובניית מרחבים מוגנים תקניים העומדים בדרישות סף של עמידות לפיצוץ (לדוגמה, תקן ישראלי 4570 בארץ).
מרחק ההשפעה משתנה
המרחק שאליו מגיע אפקט ההדף תלוי מאוד בעוצמת הפיצוץ (כמות האנרגיה המשוחררת) וכן בגורמים נוספים כמו תווך ההתפשטות (החומר שדרכו עובר הגל – אוויר, מים, אדמה) וסביבת הפיצוץ (שטח פתוח לעומת חלל סגור). פיצוץ של מטען חבלה קטן בתוך חדר יכול לגרום להרס מוחלט של החדר ולפגיעה קשה בנמצאים בו, מכיוון שגלי ההדף מוחזרים מהקירות ומתעצמים.
אפקט ההדף המרכזי והקטלני של מטען חבלה קטן או רימון יד יהיה ברדיוס של מטרים ספורים עד עשרות מטרים. לעומת זאת, פיצוץ גדול של מכונית תופת או מפעל כימי יוביל לאפקט הדף שעלול לגרום להרס מבנים ברדיוס של מאות מטרים, ולפגיעות משמעותיות באנשים ובתשתיות במרחק של קילומטרים אחדים.
בפיצוצים גרעיניים, טווחי ההשפעה של ההדף גדלים באופן דרמטי. פצצת אטום קטנה יחסית תוביל להרס מוחלט ברדיוס של כחצי קילומטר ממוקד הפיצוץ. ברדיוס של עד 2–3 ק"מ, רוב המבנים האזרחיים יינזקו קשות עד כדי קריסה. נזקים קלים עד בינוניים (למשל, ניפוץ חלונות) יכולים להגיע גם למרחק של כ-10–20 ק"מ, תלוי בתנאים. פצצת מימן גדולה יכולה לגרום הרס מוחלט ברדיוס של מספר קילומטרים, תלוי במשקל הפצצה.
"בהטלת פצצות האטום על הירושימה ועל נגסאקי, גל ההדף הגיע למרחק רב מכיוון שקירות המבנים היו בנויים מנייר וחומרים דומים (פחות חזקים מחומרי מהבנייה הנוכחית) ולכן לא ספגו אותו כראוי", ממחיש פרופ' יהלום את התפשטותו של גל ההדף.
תיעוד: רגעי נפילת הטיל בבת ים
(צילום: ינון חלימי)
"אפקט ההדף דועך בצורה חדה עם הגדלת המרחק מנקודת פיצוץ הטיל", מסביר ד"ר עמיחי מיטלמן מהמחלקה להנדסה אזרחית באוניברסיטת אריאל. "כך, טיל עם חומר נפץ במשקל גדול יחסית של כ-500 ק"ג יכול לגרום לנזק כבד למבנים ולמוות של בני אדם ברדיוס של כ-10–20 מטרים מנקודת הפגיעה שלו, ולנזק קל יותר של ניפוץ זכוכיות ופציעות עד למרחק של 50–100 מטר".
לדברי ד"ר מיטלמן, כל התהליך של שחרור ההדף אורך זמן קצר ביותר, הנמדד באלפיות שנייה: "לכן, הנזק העיקרי למבנים נגרם באותם רגעים קצרים, ולאחר שהאיום חולף לרוב אין חשש במבנים המרוחקים מעט מהפיצוץ לנזק מבני משמעותי ובעל השלכות הנדסיות. זאת בשונה מרעידת אדמה, שהגלים בה איטיים יותר ונמשכים זמן ארוך יותר".
