Ore 8.46. È un martedì mattina quando un aereo si schianta contro la Torre Nord del World Trade Center a New York. Televisioni e radio iniziano a trasmettere le prime immagini del fumo che esce da una delle Twin Towers. Le voci girano e si inizia a parlare di una possibile esplosione o di un incidente. Ma poco dopo le 9, in diretta, il secondo aereo si schianta contro la Torre Sud. É l’inizio di uno degli attacchi terroristici più efferati della storia del ventunesimo secolo, che cambierà la vita di tutti.
Ma cosa accade alle Torri Gemelle dopo la collisione degli aerei? Perché strutturalmente riescono a resistere per quasi un’ora poi crollano inevitabilmente in caduta libera? Vediamo una possibile ricostruzione tecnica-scientifica del Nist (National Institute of Standards and Technology) di quello che può essere successo, presentata in un video del canale Geopop.
>> Resistenza alle forze orizzontali, leggi anche: Controventi in acciaio. Cosa differenzia le diverse tipologie?
Il progetto delle Torri Gemelle
Vengono costruite intorno agli anni 60′ dall’architetto statunitense, di origine giapponese Minoru Yamasaki incaricato di realizzare l’intero complesso economico del World Trade Center. Costituite da 110 piani ciascuna, le due torri erano alte 417 metri (Torre nord) e 415 metri (Torre sud). Ogni piano copriva una superficie di 3000 mq ed era organizzato come enorme open space, quindi privo di colonne o muri di sostegno.
I due grattacieli erano costituiti da 250.000 tonnellate d’acciaio coperto da materiale ignifugo.
La struttura delle Torri era organizzata su quattro sottosistemi maggiori:
- le colonne perimetrali, che garantivano la resistenza ai carichi laterali sostenendo anche parte del peso specifico (59 per lato, 236 per tutto il perimetro);
- il nucleo centrale, grande circa 1000mq ed esteso per tutta l’altezza dell’edificio, con all’interno 47 colonne oltre agli ascensori e alle scale;
- il pavimento, composto da piastre leggere di calcestruzzo, fissate su una piattaforma di acciaio con lo scopo di sostenere le colonne perimetrali, assorbire parte del carico orizzontale e verticale;
- la capriata a cappello, struttura del tetto per sostenere le antenne e la distribuzione del carico, in quanto permetteva un ulteriore connessione tra il nucleo e il perimetro.
Questi sottosistemi permettevano di ottenere la rindondanza strutturale, intesa come più elementi che possono svolgere la stessa funzione allo stesso tempo. Questo avrebbe permesso, in caso di danni o problemi con uno del sistema la ridistribuzione del carico intorno agli altri.
Per far questo era stata ridotta al minimo la massa dei due edifici per permettere ai grattacieli di resistere sia ai carichi verticali, sia a quelli orizzontali. Inoltre, venne scoperto, durante le indagini, un documento con firma dell’Autorità portuale di NY, nel quale era documentato che i grattacieli erano stati progettati per resistere anche all’impatto di un aereo 707.
Ma gli aerei degli attentati erano dei Boeing 767, il 20% più grandi di quello sopra citato, ciononostante le torri resistono all’impatto. Perché?
>> Per le strutture in acciaio, potrebbe interessarti: Interventi globali con l’acciaio: endoscheletri ed esoscheletri
L’impatto dell’aereo non è la causa diretta del crollo, merito della rindondanza strutturale
Nel report del Nist è stato scoperto che il peso dei due aerei era molto inferiore rispetto a quello delle Torri, per cui al momento dello schianto i Boeing si sono disintegrati e l’energia dell’urto è stata assorbita dalla struttura degli edifici. L’impatto non è stata la causa diretta del crollo, ma è stata la miccia che ha comportato una serie di concatenazioni che hanno indebolito le torri fino a portarle al collasso strutturale.
Il primo schianto sulla Torre Nord tra il 93° e il 96° piano ha reciso 37 colonne perimetrali e 9 del nucleo dell’edificio, mentre il secondo aereo ha colpito la Torre Sud tra il 77° e l’85° piano distruggendo 33 colonne portanti e 10 del nucleo. Grazie alla rindondanza strutturale i carichi sono stati ridistribuiti sulla parte non distrutta che ha assorbito l’impatto e ha provocato un’oscillazione contenuta di 30cm.
>> Un altro triste evento analogo: Incendio Torre dei Moro: il cappotto termico non c’entra
Le cause del crollo delle Torri Gemelle
Il Nits rivela che sono stati gli incendi e l’aumento sostanziale delle temperature che hanno indebolito la struttura delle torri. Bisogna ricordare che l’acciaio fonde a temperature di 1500 °C, ma una volta arrivato a 300 °C perde il 20% della capacità elastica. All’altezza dei piani dove avviene l’impatto il materiale ignifugo che copriva l’acciaio viene quasi del tutto deteriorato. Inoltre, il carburante portato dagli aerei viene un 35% consumato nelle esplosioni, mentre il resto si è atomizzato producendo piccoli elementi infiammabili assorbiti dai piani sottostanti.
Questo ha provocato incendi nei piani inferiori trovando arredamenti e impianti degli uffici. Secondo una stima sono stati raggiunti picchi di 1000 °C, andando a colpire l’acciaio spogliato del materiale ignifugo e indebolendo ulteriormente la struttura che è rimasta comunque in piedi, grazie alla rindondanza.
Ma sono i pavimenti che non hanno retto!
I piani colpiti dagli aerei hanno perso la funzione di sostegno, facendo curvare verso l’interno le colonne perimetrali. É stato scoperto che le colonne che sostenevano il solaio intatto sotto il livello del crollo potevano reggere il carico di 11 piani aggiuntivi, applicati staticamente e 6 piani in situazioni improvvise. Sia la Torre Nord che quella Sud avevano troppi piani sopra il livello di collasso rispettivamente (12 e 29). Questo aggiungendo poi il fatto che la messa in caduta aumentava sommandosi a quella dei piani inferiori, incrementando di energia e portando all’inevitabile collasso degli edifici. Infatti, le sezioni superiori delle due torri ci hanno impiegato dall’inizio del crollo pochissimo tempo: la Torre Nord (11 secondi) e la Torre Sud (9 secondi), comportandosi come dei veri corpi in caduta libera.
>>Leggi anche: Dal 7 ottobre via al rinnovo periodico conformità antincendio condomini
Per continuare a vedere il video
Per approfondire diversi aspetti tra cui la progettazione strutturale e la normativa anticendio per edifici con altezze importanti, ecco alcuni volumi interessanti che vi consigliamo.
Prontuario ragionato di calcolo strutturale per opere in c.a. e acciaio
Carlo Mirarchi – Claudio Marini, 2019, Maggioli Editore
Giunto alla terza edizione, il Prontuario ragionato di calcolo strutturale mantiene lo stile originale della trattazione, sintetica e chiara nell’esporre i concetti teorici e più approfondita e arricchita da nozioni di pratica costruttiva per quanto riguarda i procedimenti di…
Resistenza al fuoco delle strutture
Claudio Giacalone, 2020, Maggioli Editore
L’introduzione degli Eurocodici strutturali nel contesto normativo europeo e del regolamento sui prodotti da costruzione ha riscontrato il consenso degli operatori del settore, ma anche dei professionisti antincendio che però necessitano sempre più di…
Nuovo manuale di prevenzione incendi
Claudio Giacalone, 2019, Maggioli Editore
Aggiornata con il recente Decreto del Ministero dell’Interno riguardante “Approvazione di norme tecniche di prevenzione incendi per le attività commerciali con superficie lorda superiore a 400 m2”, la IV edizione di quest’apprezzatissima Opera, realizzata…
Foto di copertina: iStock/bentrussell
