Perché le torri del World Trade Center sono cadute l'11 / 9

Negli anni successivi agli attacchi terroristici a New York City, singoli ingegneri e comitati di esperti hanno studiato lo sgualcimento delle torri gemelle del World Trade Center. Esaminando passo dopo passo la distruzione dell'edificio, gli esperti stanno imparando come gli edifici falliscono e stanno scoprendo modi per costruire strutture più forti rispondendo alla domanda: cosa ha causato la caduta delle torri gemelle?

Impatto dell'aeromobile

Quando i jet commerciali dirottati pilotati dai terroristi hanno colpito le torri gemelle, circa 10.000 galloni (38 kilolitri) di carburante per jet hanno alimentato un'enorme palla di fuoco. Ma l'impatto dell'aeromobile della serie Boeing 767-200ER e lo scoppio delle fiamme non hanno fatto crollare subito le torri. Come la maggior parte degli edifici, le torri gemelle avevano un design ridondante, il che significa che quando un sistema si guasta, un altro porta il carico.

Ciascuna delle torri gemelle aveva 244 colonne attorno a un nucleo centrale che ospitava gli ascensori, le trombe delle scale, i sistemi meccanici e le utenze. In questo sistema di progettazione tubolare, quando alcune colonne venivano danneggiate, altre potevano ancora supportare l'edificio.

"A seguito dell'impatto, i carichi sul pavimento originariamente supportati dalle colonne esterne in compressione sono stati trasferiti con successo su altri percorsi di carico", hanno scritto esaminatori per il rapporto ufficiale della Federal Emergency Management Agency (FEMA). "Si ritiene che la maggior parte del carico supportato dalle colonne guaste sia stato trasferito alle colonne perimetrali adiacenti attraverso il comportamento di Vierendeel del telaio della parete esterna."

L'ingegnere civile belga Arthur Vierendeel (1852-1940) è noto per aver inventato una struttura metallica rettangolare verticale che sposta il taglio in modo diverso rispetto ai metodi triangolari diagonali.

L'impatto dell'aeromobile e altri oggetti volanti:

1. Compromesso l'isolamento che proteggeva l'acciaio dal calore elevato
2. Danneggiato il sistema di irrigazione dell'edificio
3. Tagliare e tagliare molte delle colonne interne e danneggiarne altre
4. Spostato e ridistribuito il carico dell'edificio tra le colonne che non sono state immediatamente danneggiate

Lo spostamento ha messo alcune delle colonne sotto "elevati stati di stress".

Calore dagli incendi

Anche se gli irrigatori avessero funzionato, non avrebbero potuto mantenere una pressione sufficiente per fermare l'incendio. Alimentato dallo spruzzo di carburante per jet, il calore è diventato intenso. Non è confortante rendersi conto che ogni aereo trasportava meno della metà della sua piena capacità di 23.980 galloni di carburante statunitensi.

Il carburante per jet brucia da 800 a 1.500 gradi Fahrenheit. Questa temperatura non è abbastanza calda per fondere l'acciaio strutturale. Ma gli ingegneri sostengono che, per far crollare le torri del World Trade Center, i suoi telai in acciaio non dovevano fondersi, dovevano solo perdere parte della loro forza strutturale a causa del caldo intenso. L'acciaio perderà circa la metà della sua forza a 1.200 Fahrenheit. Anche l'acciaio si deforma e si piega quando il calore non è uniforme. La temperatura esterna era molto più fredda del carburante a combustione interna. I video di entrambi gli edifici hanno mostrato un inchino verso l'interno delle colonne perimetrali risultante dal cedimento di capriate riscaldate su molti piani.

Pavimenti collassanti

La maggior parte degli incendi inizia in un'area e poi si diffonde. Poiché l'aereo ha colpito gli edifici in un angolo, gli incendi causati dall'impatto hanno coperto quasi istantaneamente diversi piani. Quando i pavimenti indeboliti iniziarono ad inchinarsi e poi crollare, si fracassarono. Ciò significa che i piani superiori si sono schiantati ai piani inferiori con aumento di peso e quantità di moto, schiacciando ogni piano successivo di seguito.

"Una volta iniziato il movimento, l'intera porzione dell'edificio sopra l'area di impatto è caduta in un'unità, spingendo un cuscino d'aria sotto di essa", hanno scritto i ricercatori del rapporto ufficiale FEMA. "Mentre questo cuscino d'aria attraversava l'area dell'impatto, gli incendi venivano alimentati da nuovo ossigeno e spinti verso l'esterno, creando l'illusione di un'esplosione secondaria."

Con il peso della forza costruttiva dei pavimenti precipitanti, le pareti esterne si allacciarono. I ricercatori stimano che "l'aria espulsa dall'edificio dal collasso gravitazionale deve aver raggiunto, vicino al suolo, la velocità di quasi 500 mph". Boom rumorosi sono stati ascoltati durante il crollo. Sono stati causati da fluttuazioni della velocità che raggiungono la velocità del suono.

Perché si sono appiattiti

Prima dell'attacco terroristico, le torri gemelle erano alte 110 piani. Costruite in acciaio leggero attorno a un nucleo centrale, le torri del World Trade Center erano a circa il 95 percento di aria. Dopo che sono crollati, il nucleo vuoto era sparito. Le macerie rimanenti erano alte solo poche storie.

Stephen Chernin / Getty Images

Abbastanza forte?

Le torri gemelle furono costruite tra il 1966 e il 1973. Nessun edificio costruito a quel tempo sarebbe stato in grado di resistere all'impatto degli attacchi terroristici nel 2001. Possiamo, tuttavia, imparare dal crollo dei grattacieli e prendere provvedimenti per costruire edifici più sicuri e ridurre al minimo il numero di vittime in catastrofi future.

Quando furono costruite le torri gemelle, ai costruttori furono concesse alcune esenzioni dai codici di costruzione di New York. Le esenzioni hanno permesso ai costruttori di utilizzare materiali leggeri in modo che i grattacieli potessero raggiungere grandi altezze. Secondo Charles Harris, autore di "Engineering Ethics: Concepts and Cases", meno persone sarebbero morte l'11 settembre se le torri gemelle avessero usato il tipo di protezione antincendio richiesta dai vecchi codici di costruzione.

Altri sostengono che il progetto architettonico abbia effettivamente salvato delle vite. Questi grattacieli sono stati progettati con ridondanze, anticipando che un piccolo aereo potrebbe penetrare accidentalmente nella pelle del grattacielo e l'edificio non cadrà da quel tipo di incidente.

Entrambi gli edifici hanno resistito all'impatto immediato dei due grandi velivoli diretti verso la costa occidentale l'11 settembre. La torre nord fu colpita alle 8:46 del mattino, tra i piani 94 e 98, e non crollò fino alle 10:29, il che diede alla maggior parte delle persone un'ora e 43 minuti per l'evacuazione. Perfino la torre sud è stata in grado di resistere per ben 56 minuti dopo essere stata colpita alle 9:03 del mattino ET. Il secondo jet colpì la torre sud ai piani inferiori, tra i piani 78 e 84, il che compromise strutturalmente il grattacielo prima della torre nord. La maggior parte degli occupanti della torre sud, tuttavia, iniziò a evacuare quando la torre nord fu colpita.

Le torri non avrebbero potuto essere progettate in modo migliore o più forte. Nessuno ha anticipato le azioni deliberate di un aereo riempito con migliaia di litri di carburante per jet.

Movimento per la verità sull'11 settembre

Le teorie della cospirazione spesso accompagnano eventi orribili e tragici. Alcuni eventi nella vita sono così incredibilmente incomprensibili che alcune persone iniziano a dubitare delle teorie. Potrebbero reinterpretare le prove e offrire spiegazioni basate sulla loro conoscenza precedente. Le persone appassionate fabbricano ciò che diventa ragionamento logico alternativo. La stanza di compensazione per le cospirazioni sull'11 settembre divenne 911Truth.org. La missione del Movimento per la verità sull'11 settembre è quella di rivelare ciò che ritiene essere il coinvolgimento segreto degli Stati Uniti negli attacchi.

Quando gli edifici crollarono, alcuni pensarono che avesse tutte le caratteristiche di una "demolizione controllata". La scena a Lower Manhattan l'11 settembre è stata da incubo e nel caos la gente ha attinto alle esperienze passate per determinare cosa stava succedendo. Alcune persone credono che le torri gemelle siano state abbattute dagli esplosivi, anche se altri non trovano prove di questa convinzione. Scrivendo nel Journal of Engineering Mechanics ASCE, i ricercatori hanno dimostrato che "le accuse di demolizione controllata sono assurde" e che le torri "sono fallite a causa del crollo progressivo guidato dalla gravità innescato dagli effetti del fuoco".

Gli ingegneri esaminano le prove e creano conclusioni basate su osservazioni. D'altra parte, il Movimento cerca le "realtà represse dell'11 settembre" che sosterranno la loro missione. Le teorie della cospirazione tendono a continuare nonostante l'evidenza.

Legacy on Building

Mentre gli architetti si sforzano di progettare edifici sicuri, gli sviluppatori non vogliono sempre pagare per ridondanze eccessive per mitigare i risultati di eventi che è improbabile che accadano. L'eredità dell'11 settembre è che le nuove costruzioni negli Stati Uniti devono ora aderire a codici di costruzione più esigenti. Gli edifici per uffici alti devono avere una resistenza al fuoco più duratura, uscite di emergenza extra e molte altre funzioni di sicurezza antincendio. Gli eventi dell'11 settembre hanno cambiato il modo in cui costruiamo, a livello locale, statale e internazionale.

fonti

• National Institute of Standards and Technology (NIST). Rapporto finale sul crollo delle torri del World Trade Center. NIST NCSTAR 1. settembre 2005.
• Agenzia federale di gestione delle emergenze (FEMA). Studio sulle prestazioni degli edifici del World Trade Center, FEMA 403 settembre 2002.
• Bazant, Zdenek P .; Le, Jia-Liang; Greening, Frank R .; Benson, David B. "Che cosa ha fatto e non ha causato il crollo delle torri gemelle del WTC a New York." Journal of Engineering Mechanics ASCE, Vol. 134 (2008), pag. 15.
• Griffin, Dr. David Ray. "La distruzione del World Trade Center: perché l'account ufficiale non può essere vero." 26 gennaio 2006.