Logga in på Dagens Nyheter

Här kan du som DN-kund logga in för obegränsad läsning av DN.se och e-DN.

Med ett gratiskonto kan du följa skribenter och ämnen samt spara artiklar.

Sverige

Sand hjälper forskare att förstå folkmassans faror

I en tätt packad folkmassa skapas kollektiva rörelser som ingen kan kontrollera. Ny fysik som beskriver sand och grus kan användas för att förstå och förebygga trängselkatastrofer vid rockkonserter, köpcentrum, pilgrimsvandringar och fotbollsmatcher.

Den 23 september 1885 trampades 20 kvinnor ihjäl utanför Grand Hôtel i Stockholm, där 5. 000 personer hade samlats för att lyssna på den världsberömda sopranen Christina Nilsson. Det sågs som en nationell katastrof, och sångerskan själv tog på sig skulden för olyckan, ordnade stödkonserter och skänkte egna pengar till de drabbades familjer.

Olyckor i stora folkmassor sker varje år. En del av dem är svåra att glömma, som Hillsborough-katastrofen, då 96 personer dödades och 766 skadades under en fotbollsmatch mellan Liverpool och Nottingham Forest den 15 april 1989 i Sheffield i England. I Roskilde klämdes nio festivaldeltagare till döds och 26 skadades vid Pearl Jams konsert den 30 juni 2000. Den tyska musikfestivalen Love Parade lades ned sedan 21 personer dödats och minst 500 skadats den 24 juli 2010. Den 24 september förra året dödades fler än 2.100 människor utanför Mecka när panik utbröt under den muslimska vallfärdshögtiden hajj.

Foto: Peter Kemp AP96 personer dog och 766 skadades när fotbollslagen Liverpool och Nottingham Forest möttes i Sheffield i april 1989. Vid tragedin klämdes åskådare ihjäl på ståplatsläktaren. Foto: AP

– Utan att någon vill det uppstår det kollektiva rörelser i folkmassan, och de är omöjliga att styra. Det är som vågor, och människor kan förflyttas långa sträckor. Om du ramlar är det omöjligt för dig att ta dig upp. De andra kommer att trampa på dig, säger Arianna Bottinelli.

Hon är nybliven doktor vid Uppsala universitet. Den 25 november försvarade hon sin avhandling om matematiska modeller för kollektiva rörelser hos levande varelser, som myror som samlar mat till stacken, fiskar i stim, och människor på rockkonserter.

– Jag använder fysik och matematik för att förstå rörelserna, säger hon.

För att få en modell av hur katastrofer som den utanför Grand Hôtel uppstår och utvecklas har hon utgått ifrån hur publiken rör sig under en hårdrockskonsert. Idén föddes när hon träffade Jesse Silverberg från Harvarduniversitetet i Boston i USA.

– Jag undersöker kollektiva beteenden hos myror och fiskar, och Jesse studerar människor på hårdrockskonserter och det speciella sätt de dansar och rör sig på, säger Arianna Bottinelli.

Kornen är så stora att de går att se. Tillsammans får de väldigt speciella egenskaper. Det finns likheter mellan hur människor rör sig i trängsel och hur sandkornen rör sig i sand.

Tillsammans förstod de att de kunde skapa ett verktyg för att förstå farliga situationer i folkmassor. Deras resultat publicerades i tidskriften Physical Review Letters.

– Det började med hårdrockskonserter, som är ett gemensamt intresse för oss båda, säger Arianna Bottinelli.

Många tidigare studier har undersökt hur människor rör sig i grupp. Men när de står tätt tillsammans, och alla vill åt samma håll – närmare scenen, in på fotbollsstadion eller in genom dörrarna till ett varuhus när mellandagsrean börjar – styrs rörelserna mer av hur folk fysiskt stöts mot varandra än av sociala konventioner.

– Vi använde ett helt nytt sätt att angripa problemet, och utgick från ett nytt fält inom fysiken som beskriver granulära material, säger Arianna Bottinelli.

Granulära material är ämnen som består av många små gryn eller partiklar, som sand, grus, frön eller bollarna i ett bollhav.

– Kornen är så stora att de går att se. Tillsammans får de väldigt speciella egenskaper. Det finns likheter mellan hur människor rör sig i trängsel och hur sandkornen rör sig i sand, säger Arianna Bottinelli.

Forskarna gjorde datormodeller av folksamlingarna, och hittade mekanismerna som gör att vågor skapas. De kunde också se att vissa områden i folkmassan var extra instabila.

– Om du tar sand och skakar den och pressar ihop den rör sig visa områden i sanden mer än andra. Det är där saker kommer att hända, säger Arianna Bottinelli.

I en folkmassa är det i de instabila områdena som olyckorna sker.

– Människorna där kommer att förflyttas långt mot sin vilja. Det är de farligaste områdena, säger Arianna Bottinelli.

Hur stort ett farligt område är beror på hur folkmassan ser ut och hur nära varandra människorna är.

– I våra simuleringar såg vi att områdena kunde bestå av tio personer, men de kan också vara större, med kanske 20 stycken. Det avgörs av hur tätt packad folkmassan är, säger Arianna Bottinelli.

Resultaten kan användas i många olika situationer där människor står tätt tillsammans och vill ta sig åt samma håll, till exempel vid en evakuering. Arianna Bottinelli har undersökt vad som händer både när människor är lugna och när några av dem grips av panik, och rör mer på sig.

– Med panikslagna människor i folkhavet blir situationen farligare, med fler kollektiva rörelser och ofrivilliga förflyttningar, säger hon.

Än så länge har hon och hennes medarbetare bara gjort teoretiska beräkningar av rörelserna som skapas i folkmassor.

– Nästa steg är att jämföra med riktiga folksamlingar, genom att analysera filmer från Youtube, säger Arianna Bottinelli.

Men redan den modell de har nu skulle kunna användas för att öka säkerheten i konsertlokaler och liknande, menar hon.

– Den kan användas för att undersöka hur säkra byggnader är, om utgångarna är placerade på rätt ställen, och vad som skulle hända vid en utrymning. Människor kanske kommer att tryckas ihop i ett visst utrymme, ändringar i byggnadens struktur kanske kan bromsa eller hindra kollektiva rörelser och fler utgångar kanske behövs, säger hon.

Arianna Bottinelli tror att fler teorier från fysiken skulle kunna vara användbara för att beskriva kollektiva rörelser i människomassor. I artikeln i Physical Review Letters spekulerar hon och de andra forskarna om att det skulle vara möjligt att hitta fenomen som liknar Higgspartikeln i framtida studier.

– Den här studien visar något mycket viktigt: hur de farliga kollektiva rörelserna uppstår och vilka fysikaliska mekanismer som ligger bakom. I framtiden kan vi lära oss mer och hitta metoder för att förebygga och lindra katastrofer, säger hon.

Hon har också ett råd till publiken på konserter, fotbollsmatcher, festivaler och pilgrimsvandringar.

– Var uppmärksam på områden där människor står mycket tätt. När som helst kan de börja röra sig, och du har ingen möjlighet att förutsäga när eller påverka rörelsen. Det beror inte alls på vad du gör själv. Det är rådet jag skulle ge till min mamma, säger Arianna Bottinelli.

Så här jobbar DN med kvalitetsjournalistik: uppgifter som publiceras ska vara sanna och relevanta. Rykten räcker inte. Vi strävar efter förstahandskällor och att vara på plats där det händer. Trovärdighet och opartiskhet är centrala värden för vår nyhetsjournalistik. Läs mer här.