I grattacieli che oscillano
Più sono alti e sottili e più si muovono quando c'è vento: non ci sono rischi, ma per evitare il mal di mare servono sofisticati sistemi di contrappesi
Il New York Times ha raccontato di un nuovo problema che riguarda i costruttori di grattacieli di New York: prevenire gli ondeggiamenti dovuti al vento, comuni soprattutto nei grattacieli molto alti e sottili.
Il problema delle oscillazioni causate dal vento, in realtà, ha da sempre interessato le costruzioni più alte, ma è diventato più incombente negli ultimi anni. Le porzioni di suolo disponibili per nuove costruzioni a Manhattan sono sempre di meno e più piccole, ma la domanda di appartamenti con vista sulla città è sempre molto alta: i costruttori si trovano così a dover progettare grattacieli sempre più alti e stretti e quindi sempre più soggetti alle oscillazioni causate dal vento. Per ovviare al problema, diversi nuovi grattacieli sono stati dotati di complessi e sofisticati sistemi di contrappesi dinamici.
Come spiega il New York Times, in una giornata di vento leggero un grattacielo alto 300 metri può ondeggiare alla sua sommità di circa 5 centimetri. Un vento a 80 chilometri all’ora, invece, può produrre un’oscillazione di circa 15 centimetri e un vento a 150 chilometri all’ora – una cosa che si verifica una volta ogni 50 anni – potrebbe produrre oscillazioni fino a 30 centimetri. Un’oscillazione di uno o due centimetri, piuttosto frequente ai piani alti di un grattacielo, spesso non viene neanche percepita dalle persone. Le oscillazioni più consistenti invece possono – nel peggiore dei casi e per persone particolarmente sensibili – causare senso di nausea o vertigini simili a quelle del mal di mare.
Dato che i nuovi grattacieli costruiti a New York ospitano per lo più case di lusso destinate ad acquirenti molto ricchi, i costruttori si sono posti il problema di smorzare le oscillazioni dei palazzi, che possono avere un effetto deterrente su alcuni compratori. Tradizionalmente il problema delle oscillazioni veniva affrontato installando enormi contrappesi sulla sommità dei grattacieli, ma più recentemente si sono diffusi dei più sofisticati sistemi di contrappeso “dinamici”: enormi pesi mobili che si spostano a seconda della direzione del vento per riportare un grattacielo verso la sua posizione ottimale.
Questi sistemi sono solitamente composti da una grande zavorra di cemento o di acciaio, collocata nella parte più alta di un grattacielo. La zavorra può pesare tra le 300 e le 800 tonnellate ed è ancorata alla struttura del grattacielo da un sistema di molle e pistoni che la fanno funzionare come una sorta di enorme ammortizzatore: se il vento soffia in una certa direzione, il peso si sposta leggermente nella direzione opposta creando un contrappeso che rende più dolce l’oscillazione del palazzo. Altri sistemi simili usano cisterne piene d’acqua come zavorra, ma il principio di funzionamento è simile: l’intero sistema può occupare fino a circa 90 metri quadrati e necessita di soffitti di altezza doppia rispetto al normale.
Come ha spiegato al New York Times Eli Gottlieb, responsabile di uno studio di architetti che si occupa di installare contrappesi nei grattacieli, un sistema di riduzione delle oscillazioni serve principalmente per diminuire l’accelerazione con cui un grattacielo si muove, piuttosto che eliminare del tutto il movimento. Facendo un paragone con l’accelerazione di un’automobile, Gottlieb sostiene che quello che dà fastidio ai passeggeri è proprio la fase di accelerazione e quella di frenata, non quella in cui andiamo veloce a velocità più o meno costante: allo stesso modo, a causare la sensazione di nausea ai piani alti dei grattacieli è l’accelerazione, e non il fatto che ci si sposti di qualche centimetro. I sistemi ammortizzatori servono proprio a ridurre l’accelerazione.
Anche se la loro installazione non è richiesta da motivi strutturali o da normative sull’edilizia, dei nuovi grattacieli in costruzione al momento a New York, dice il New York Times, circa 10 saranno dotati di sistemi di ammortizzazione delle oscillazioni. I grattacieli sono perfettamente sicuri anche senza i sistemi di riduzione delle oscillazioni, ma averne installato uno può rendere più vendibile un appartamento. Un importante costruttore ha spiegato al New York Times che – anche se può sembrare strano pensarlo – un sistema di ammortizzazione viene installato per le stesse ragioni per cui quando si progetta un grattacielo si mette una palestra o una spa: per far contenti gli acquirenti. Un sistema come questi può costare circa 5 milioni di dollari, ma gli appartamenti si vendono per prezzi compresi tra i 10 e i 100 milioni di dollari.
Per promuovere l’installazione di sistemi del genere, lo studio ingegneristico canadese R.W.D.I adopera un simulatore usato normalmente per l’addestramento dei marinai, che simula il moto ondoso del mare. Quando ci sono clienti interessati a installare un ammortizzatore per grattacieli, la stanza al centro del simulatore viene riadattata e arredata come la stanza di un palazzo, affinché i costruttori si possano rendere conto di quali siano le oscillazioni che percepiranno le persone che vivranno nei palazzi in costruzione.
