Cosa hanno imparato gli ingegneri strutturali dall'11 settembre

I membri della professione studiano eventi così tragici per cercare di garantire che qualcosa di simile non accada più

Gli eventi dell’11 settembre hanno scosso il mondo. Prima di quel giorno, non potevamo immaginare che qualcuno sarebbe stato abbastanza coraggioso e crudele da mettere in atto tale violenza. Non potevamo immaginare che due iconici grattacieli di 110 piani crollassero nel mezzo di una città americana, squarciando e schiacciando altri edifici per centinaia di metri in tutte le direzioni. Ci siamo chiesti: "Come è potuto succedere questo? Come hanno potuto crollare?" Queste sono domande naturali che esprimono la portata della perdita che abbiamo provato quel giorno.

Anche gli ingegneri strutturali si sono posti queste domande, ma hanno anche posto la domanda contrastante: come sono riuscite le torri del World Trade Center a resistere all’attacco, anche se per un breve periodo? Il danno è stato esteso. Aerei commerciali che volavano quasi alla massima velocità si schiantarono contro gli edifici, tagliando ampie strisce attraverso i muri esterni e provocando ingenti danni interni. Non sarebbe dovuto bastare questo per provocare un collasso immediato?

Le torri gemelle non sono state progettate per resistere al tipo di danno che hanno subito. Tutt'al più, quando furono progettate, si temeva che un aereo errante potesse colpire accidentalmente una delle torri. Gli ingegneri avrebbero potuto presumere che gli incendi in entrambi gli edifici sarebbero stati probabilmente limitati a un solo piano e che i sistemi di irrigazione avrebbero funzionato correttamente.

Ciò che abbiamo visto era molto diverso. Molti elementi strutturali chiave furono distrutti all'istante e grandi incendi divamparono simultaneamente su diversi piani con gli irrigatori rovinati. Gli edifici resistettero, anche se per breve tempo, principalmente perché le loro strutture avevano meccanismi ridondanti per sostenere il peso.

Hai visto fotografie delle torri prima dell'11 settembre. Le pareti esterne avevano finestre strette fiancheggiate da colonne d'acciaio insolitamente ravvicinate. C'erano anche travi profonde ai livelli del pavimento, formando uno stretto reticolo di acciaio che copriva le superfici degli edifici.

Gran parte della saldatura è stata eseguita fuori sede. Pannelli del traliccio alti tre piani e larghi tre colonne furono fabbricati in una fabbrica e trasportati nel centro di Manhattan. Per aumentare la resistenza, questi pannelli erano sfalsati verticalmente, come i pezzi di un puzzle, in modo che tutte le parti superiori e inferiori non fossero allineate allo stesso livello del pavimento.

I quattro lati di ciascun edificio formavano un tubo con fessure per finestre. Questo tubo era progettato per trasportare il peso dell'edificio e del suo contenuto direttamente verso il basso fino alle fondamenta. Le pareti fungevano da travi verticali, larghe e alte come gli edifici, che si piegavano lateralmente per assorbire i carichi del vento.

Quando l'aereo ha tagliato file di colonne e travi nei muri esterni, un campo di traliccio sopra il danno ha fornito travi orizzontali profonde diversi piani che si estendevano sullo squarcio. Allo stesso tempo, i muri esterni danneggiati erano parzialmente appesi alla struttura sovrastante.

La forza degli elementi strutturali ravvicinati ha permesso alle pareti di abbassarsi leggermente senza cedere completamente. In quello stato, le torri in piedi consentivano a molti occupanti sotto i piani di collisione e negli edifici circostanti di scappare.

Alla fine il fallimento si verificò quando gli intensi incendi all'interno delle torri indebolirono i sistemi di pavimento che rinforzavano le pareti esterne. Quando i muri cedettero, le parti superiori degli edifici crollarono come blocchi e furono conficcate attraverso i piani inferiori mentre cadevano, proprio come la testa di un'ascia conficcata nel legno per spaccarlo.

Sappiamo anche che l'11 settembre il Pentagono è stato attaccato con un aereo. Probabilmente meno noto è che parte dell'area danneggiata è rimasta in piedi per circa 20 minuti prima di crollare anch'essa. Il Pentagono, alto cinque piani, fu colpito da un aereo che si schiantò al primo piano, demolendo numerose colonne e diverse al piano superiore. Eppure ha resistito abbastanza a lungo da consentire a tutti i tre livelli superiori di evacuare prima del crollo.

Il Pentagono ha una struttura in cemento armato con acciaio con un sistema di pavimento "a due vie": le travi corrono in entrambe le direzioni tra le colonne, fornendo un meccanismo secondario per sostenere il peso. Quando le colonne furono distrutte, l'edificio sovrastante crollò. Ma