sabato 12 maggio 2007

Domande a un esperto: #2


Domanda:

Posto che il crollo delle twin towers non sia stato causato dalle esplosioni di una demolizione controllata, come si spiegano i detriti scagliati ad ampissimo raggio attorno alle torri, tanto da gravemente danneggiare anche gli edifici siti a notevole distanza? E quale altra spiegazione potrebbe avere la loro "polverizzazione" ?

Risposta:

Per poter rispondere a questa domanda, è necessario rifarsi alla struttura costruttiva delle Twin Towers.Si tratta, sostanzialmente, di una struttura tubolare, costituita, semplificando, da una parete esterna portante, le colonne perimetrali, connessa ad una struttura interna costituita da 47 colonne fra loro connesse che costituivano il cosiddetto core.Nel core erano alloggiati tutti gli impianti degli ascensori ed i servizi comuni per un edificio di quelle dimensioni, come la rete dei tubi idraulici, del vapore, dei cavi elettrici, delle scale di emergenza, dei macchinari destinati a garantire l’operatività di ogni servizio operante all’interno dell’edificio, come per esempio il servizio antincendio.Le due strutture, core e parete perimetrale, a sezione rettangolare il core e quadrata la seconda, erano vincolate agli estremi inferiori (fondamenta) e superiori (tramite la hat-truss), in maniera da risultare fra loro strettamente vincolati; ogni piano era costituito da travature reticolari fra loro connesse, irrigidite da uno strato di cemento gettato su una lamiera gracata, in cui le floor-truss facevano da elemento di supporto per i piani e, contemporaneamente, da elemento di congiunzione fra core e struttura perimetrale.Pur essendo vincolate agli estremi, le due componenti verticali portanti (perimetro e core) erano comunque in grado di oscillare entro i limiti consentiti dall’elasticità dell’acciaio e, per smorzare questi movimenti che potevano risultare pericolosi per il senso di sicurezza degli occupanti, non per la tenuta della struttura, ciascun elemento che costituiva le floor-truss era connesso alla struttura perimetrale con degli ammortizzatori viscoelastici, che servivano appunto per attenuare e smorzare le oscillazioni indotte da elementi esterni (tipicamente il vento agente sul perimetro esterno dell’edificio, ma anche terremoti o esplosioni o impatti da aeroplani). Come dicevo, parlando di sezione,si può schematizzare la struttura esterna come un quadrato con all’interno un rettangolo in posizione centrale.E’ evidente l’asimmetria dei collegamenti fra le due strutture, laddove alla regolarità dimensionale esterna della sezione quadrata corrispondeva una sezione del core rettangolare: alcuni lati perimetrali erano connessi ai lati cori del rettangolo con truss di misura minima, laddove i lati lunghi del rettangolo del core erano connessi ai corrispettivi lati del perimetro da floor di lunghezza massima. A complicare ulteriormente la situazione, si pone anche il problema dell’orientamento del rettangolo interno nelle due Torri.Nella Torre Nord, conosciuta come WTC1, caratterizzata dall’antenna televisiva sulla sommità – che per inciso era sorretta dalla hat-truss – l’orientamento del lato lungo del rettangolo del core era lungo l’asse Ovest-Est, per cui, quando l’aereo ha colpito il palazzo nella facciata Nord, ha colpito il core nel lato lungo superiore all’incirca nel mezzo.L’orientamento del core nel WTC2, nella Torre Sud, era ruotato di 90°, per cui il lato lungo del rettangolo del core era orientato secondo la direttrice Nord-Sud, per cui l’aereoplano, colpendo la facciata Sud dell’edificio con traiettoria inclinata verso il basso e verso Est, ha impattato il vertice inferiore destro del rettangolo del core, nel lato corto.Una funzione fondamentale dei floor –truss, oltre a garantire il supporto ai piani commerciali di cui erano la spina dorsale, era anche di garantire il supporto alle forze di taglio agenti in senso orizzontale sulla facciata dell’edificio, in assenza di condizioni straordinarie questa era tipicamente la spinta del vento, garantendo così l’equilibrio delle colonne del core che venivano a loro volta supportate dalla gabbia perimetrale.Per semplificare molto, si può immaginare la struttura degli edifici come due tubi, saldati agli estremi (fondamenta e hat-truss), concentrici, quello esterno a sezione quadrata (pareti perimetrali) e quello interno a sezione rettangolare (core), tenuti in posizione da distanziali vincolati sia alla superficie interna del tubo esterno che alla superficie esterna del tubo interno (floor-truss).Il cemento presente nelle Twin Towers non aveva funzione strutturale, ma garantiva la rigidità dei pavimenti.Chiarito questo, dall’analisi delle fotografie, si evince che le macerie hanno disegnato a livello del suolo una sorta di quadrifoglio per ciascuna torre, con i lobi coincidenti con il lato del perimetro quadrato.Alla luce di quanto chiarito precedentemente, risulta chiaro che questa distribuzione media è determinata dalle caratteristiche strutturali dell’edificio.Resta da capire da dove tragga origine la forza che ha spinto verso ol’esterno le macerie.Innanzitutto dalle immagini e dai filmati è evidente che ad essere proiettate verso l’esterno sono state le colonne perimetrali, mentre quelle del core sono collassate in verticale, con alcune che sono addirittura rimaste ritte per crollare al suolo fra gli ultimi elementi del crollo.Quindi le colonne del core sono sostanzialmente cadute all’interno del perimetro dell’edificio o nella prima prossimità, mentre elementi delle pareti sono state scagliate anche su edifici posti a notevole distanza.Il meccanismo di crollo, pur essendo dovuto a fenomeni diversi che ho spiegato nel mio blog, è sostanzialmente dettato da una massa sovrastante (parte dell’edificio sopra alla zona di impatto dell’aereoplano) che precipita sopra a quella sottostante perché i sostegni verticali della zona impattata, colpiti dall’aereo e poi ammorbiditi dagli incendi, non sono in grado di sostenerne il peso.Messa in movimento, questa massa che crolla vince in millesimi di secondo la capacità strutturale dell’edificio sotto alla zona colpita e lo fa collassare.Il collasso è immediato per ciascuna colonna, visto che lo sforzo interno si propaga nell’acciaio alla velocità del suono nel mezzo, cioè circa 4,9 Km/s.La parte di edificio sovrastante crolla sull’edificio sottostante, agendo come un cuneo, che, scendendo, cerca di allargare le pareti perimetrali che, a loro volta, sono invece trascinate verso il basso e verso il centro dal cedimento del core (solo un numero limitatissimo di colonne del core, quantificabile in 2 o 3, restano ritte) e dall’azione dei floor-truss che collegano saldamente il core alle pareti perimetrali.Questa azione contrastante induce negli elementi orizzontali uno sforzo di trazione, che, al cedimento meccanico, si traduce in una forza di elevatissimo modulo che lancia verso l’esterno le porzioni di pareti laterali cui erano collegati i floor-truss che hanno ceduto.Semplificando moltissimo, succede lo stesso fenomeno che lancia lontano le due parti in cui si spezza un elastico quando la forza di trazione applicata ne supera la resistenza meccanica.Per la polverizzazione, invece, questa è dovuta all’inconsistenza del materiale (cemento, ma anche mobilio e componenti architetturali come muri in carton gesso) che sono imprigionati nella caduta di elementi di notevole massa ed elevata densità.Non ha alcun fondamento l’ipotesi di presenza di esplosivi che provochi lo sbriciolamento del cemento, perché significherebbe una distribuzione capillare su ogni piano e su tutta la superficie di ogni piano di materiale esplodente: non ha alcun senso.

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