Lo straordinario caso del Taipei 101: quando una palla ti salva la vita

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In questo articolo voglio parlarti di uno splendido grattacielo situato a Taiwan in località Taipei: il Taipei 101. Ne hai mai sentito parlare?

E’ stato il grattacielo più alto del mondo fino al 2008, anno in cui tale primato gli è stato strappato dal Burj Khalifa realizzato negli Emirati Arabi Uniti. La sua altezza raggiunge i 508 m, ha 101 piani, da cui il nome Taipei 101.

Ha molte particolarità dal punto di vista architettonico. E’ stato progettato per richiamare i principali simboli della cultura Taiwanese. L’elemento che mi ha colpito più di tutti però si torva all’interno del grattacielo, quasi alla sua sommità. Tra poche righe scoprirai di cosa si tratta.

Il Taipei 101 riproduce la forma di un “bambù”, è costituito da 8 moduli di forma tronco-piramidale che si ripetono in altezza, richiamando la forma di questa particolare pianta.

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Alla base, sui quattro lati ci sono quattro grosse monete che richiamano simboli di felicità, mentre gli spigoli dell’edificio sono ornati con draghi d’acciaio. Il Taipei 101 è un enorme grattacielo ricco di simbolismi.

taipei_101_close_up

 

La grande particolarità di questo grattacielo si trova tra l’87° e il 92° piano: si tratta del più grande tuned mass damper del mondo. Di cosa si tratta? Non è nient’altro che una enorme sfera di acciaio, dall’incredibile peso di 660 tonnellate costituita da 41 dischi e dal diametro di ben 5.5 metri, sospesa per mezzo di cavi all’interno della struttura.

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Tuned mass damper del Taipei101

A cosa serve tutto questo peso collocato quasi alla sommità di questo grattacielo? La sua funzione è quella di smorzare l’ampiezza delle oscillazioni che questa enorme struttura manifesta. Tali oscillazioni sono causate da due fattori:

  • Il vento che a quelle altezze può raggiungere la velocità di 200 km/h
  • il sisma che in quelle zone raggiunge valori di magnitudo molto elevati

Le forti raffiche di vento che si hanno a quell’altezza producono delle oscillazioni del Taipei 101 in senso ortogonale alla direzione del flusso d’aria.

Per il sisma invece le oscillazioni sono generate dal basso e provengono dalle accelerazioni impresse alla struttura dal moto del suolo.

Un tuned mass damper (tradotto in italiano vuol dire smorzatore a massa risonante) ha il compito di smorzare l’ampiezza delle oscillazioni generate dalle cause citate sopra, evitando così disagi e danni strutturali.

Il principio di funzionamento è semplice. L’enorme massa della sfera di acciaio sospesa, grazie alla sua inerzia, si oppone allo spostamento della sommità del grattacielo, contrastando lo spostamento della struttura attraverso pistoni idraulici. L’energia in ingresso derivante dal sisma e dal vento, viene dissipata attraverso i pistoni idraulici che collegano la sfera alla struttura del Taipei 101. Puoi vedere uno schema del sistema nell’immagine sottostante.

Schema smorz1

Quando per una raffica di vento il Taipei 101 inizia a muoversi verso destra, la massa dello smorzatore si opporrà a tale spostamento, pertanto un osservatore all’interno del grattacielo avrà la sensazione che sia la sfera a muoversi verso sinistra, ovvero nel verso opposto a quello in cui oscilla questo enorme grattacielo. A questo punto entrano in gioco i pistoni idraulici, che comprimendosi (quelli a sinistra della sfera) ed allungandosi (quelli a destra della sfera) dissipano l’energia in ingresso, riducendo l’ampiezza delle oscillazioni.

Schema_Smorz2

 

Un osservatore che si trova all’87° piano del Taipei 101 può vedere la sfera spostarsi da un minimo di 1 centimetro fino ad arrivare addirittura ad un metro e mezzo. Uno spettacolo incredibile! Non auguro a nessuno di visitare il Taipei 101 e vedere la sfera spostarsi di un metro e mezzo, perchè in quel caso o c’è un vento eccezionale o è in corso un forte terremoto.

Saresti curioso di vedere questo enorme tuned mass dumper in azione? Eccoti accontentato, guarda il video sotto e vedi cosa succede al secondo 45. Ti suggerisco di tenere l’audio attivo.

Come hai potuto vedere dal video, i visitatori si sono trovati nel bel mezzo di un terremoto. Ma grazie a questo sistema, il Taipei 101 non ha riportato alcun danno e i visitatori hanno potuto fare foto e video in tutta tranquillità, come se si trattasse di una normale attrazione turistica.

E tu conosci altre strutture in Italia o nel mondo dotate di un tuned mass damper? Fammelo sapere lasciando un commento qui sotto.

P.S. proprio in questi giorni ho scoperto per caso un’altra struttura dotata di un tuned mass damper. Si tratta dell’ Infinity Bridge, uno splendido ponte realizzato nel Regno Unito in località Stockton-on-Tees. Questo ponte è dotato di ben sette tuned mass damper collocati sotto le campate per controllare e ridurre le oscillazioni orizzontali e verticali. Ti riporto una foto sia del ponte che dello smorzatore.

Se conosci altre strutture dotate di questo sistema, scrivilo nei commenti, sono curioso di saperlo.

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