Com’è crollato il ponte in Cina, l’analisi tecnica dell’incidente: intervista all’esperto

Nella provincia nord-occidentale di Qinghai, in Cina, è crollato un ponte ad arco in fase di costruzione: l'incidente ha causato la morte di 12 operai, mentre 4 risultano ancora dispersi. L'infrastruttura avrebbe dovuto essere completata entro la fine di agosto, diventando il ponte ferroviario ad arco continuo a doppio binario più grande del mondo, nonché il primo ponte di questo tipo ad attraversare il Fiume Giallo.

L'ingegnere strutturista Gaetano Cantisani ci ha fornito un'analisi tecnica dell'incidente, spiegando le funzioni del cavo e i diversi fattori che avrebbero potuto causare lo sgancio, provocando una reazione a cascata che ha determinato il crollo della parte centrale della struttura.

A cosa serviva il cavo e perché era così importante per la realizzazione del ponte?

«Bisogna innanzitutto specificare che il cavo di supporto svolgeva una funzione temporanea e provvisoria: come si può vedere anche dalle immagini, oltre all'arco di color acquamarina, l'infrastruttura è composta anche da due piloni marroni posizionati nella zona di appoggio, dai quali partono delle funi che mantengono la struttura, che man mano viene formata.

Si tratta di una tecnica utilizzata spesso per i ponti ad arco che, fino a quando non sono completi, non funzionano come dovrebbero perché l'arco non è ancora in grado di trasferire le azioni che gli vengono fornite dalla struttura che si appende sotto. Probabilmente durante questa fase non è neanche in grado di reggere il suo stesso peso.

Man mano che viene costruito, infatti, l'arco diventa sempre più pesante e ha quindi bisogno di un supporto che gli viene fornito proprio da questi cavi, fissati sul pilone che ha un controcavo dall'altro lato. Di conseguenza, l'azione orizzontale è scaricata sul controcavo (fissato al pilone), mentre l'azione verticale è scaricata sul pilone stesso.

In altre parole, il ponte ad arco non è in grado di sorreggere il proprio peso fino a quando non viene montato il concio di sutura, ossia quell'elemento che unisce i due monconi di arco che, una volta completati, andranno a costituire l'arco stesso.

L'infrastruttura, quindi, era stata progettata per essere mantenuta provvisoriamente da questi cavi: solo nei casi in cui i ponti ad arco siano di dimensioni più piccole (come nel caso di alcuni ponti ferroviari costruiti in Italia lungo la linea ad alta velocità) è possibile costruire l'intera struttura del ponte senza l'utilizzo di cavi, per poi posizionarlo direttamente in loco. In caso contrario, è sempre necessaria la presenza di queste strutture aggiuntive, proprio perché non tutti i componenti del ponte stanno svolgendo la propria funzione.»

Quali sono state le conseguenze dello sgancio di questo cavo?

«Nel momento in cui il cavo provvisorio cede si genera una reazione a cascata: il cavo che ha ceduto si porta tutti gli altri appresso, perché tutta la parte che doveva reggere il cavo rotto ora è tenuta dal cavo successivo, che a sua volta cede perché il peso è eccessivo, fino a quando la struttura cede del tutto.

Tra l'altro, dal video del crollo è possibile notare delle “scie” attorno ai cavi: con molta probabilità si tratta di polvere, che si potrebbe essere alzata nel momento della rottura del cavo o dell'ancoraggio sull'arco. Il cavo, infatti, è in tensione e nel momento in cui si stacca improvvisamente genera una sorta di effetto frusta.»

Che cosa potrebbe aver causato lo sgancio del cavo?

«Dietro al crollo del ponte potrebbero esserci diverse cause: dalle immagini pubblicate, sembra che tutti i conci fossero stati posizionati, ma probabilmente l'ultimo non era ancora attaccato definitivamente. Si stava svolgendo quindi la fase più delicata di tutta la costruzione, perché tutti i cavi erano nel momento di massima sollecitazione. Il cedimento potrebbe essersi innescato a causa di un difetto di montaggio dello stesso all'arco, ma potrebbe anche essere legato a un danneggiamento precedente del cavo (che, essendo un elemento provvisorio, viene spesso riutilizzato).

Al tempo stesso va considerato un ulteriore aspetto importante: durante la costruzione di un ponte di questo tipo è necessario un preciso allineamento tra i due pezzi di arco, soprattutto se ci si trova nella fase finale, come in questo caso. Ecco perché gli operai stavano lavorando di notte, per cercare di limitare gli sbalzi termici e le conseguenti dilatazioni della struttura dovute alle variazioni di temperatura tra dì e notte. In questa fase, gli aggiustamenti di quota tra le due parti possono anche essere effettuate variando la tensione nei cavi, che si aggiunge alle possibili concause del cedimento.

Da considerare, poi, c'è la questione del dimensionamento del cavo (ossia qual è il diametro che il cavo deve avere per poter reggere un determinato peso), anche se improbabile visto che si tratta di oggetti molto controllati e che richiedono calcoli di progetto relativamente semplici, nonché margini di sicurezza solitamente elevati proprio per il loro ruolo cruciale.

Infine, resta l'ipotesi dell'errore umano: bisogna sottolineare che in una fase costruttiva così delicata come quella finale l’attenzione è massima, ma chiaramente non si può escludere del tutto questa possibilità.

In sintesi, dietro al cedimento del cavo potrebbero esserci una serie di concause, legate anche a condizioni ambientali, che potrebbero aver provocato lo sgancio e innescando la reazione a cascata terminata con il crollo della struttura centrale.»

Quanto sono comuni incidenti di questo tipo? 

«In realtà, incidenti di questo tipo avvengono principalmente durante la fase di costruzione (e questo è vero in generale quando si parla di ponti), quando il ponte ad arco non è ancora in grado di supportare il proprio peso e ha bisogno di un supporto esterno: una volta completato, invece, il crollo di un ponte di questo genere è piuttosto raro e, se accade, è legato principalmente all'età dell'infrastruttura e alla scarsa manutenzione nel corso degli anni.

Oltre ai fattori citati in precedenza, bisogna anche considerare che si tratta di un ponte di dimensioni record: essendo tra i primi ponti ad arco così grandi, ciò che accade durante la costruzione può essere più difficile da prevedere.

Oggi, comunque, questi crolli sono meno frequenti anche grazie a nuove tecnologie di monitoraggio in tempo reale che permettono di controllare i cavi con strumenti che ne registrano il tiro istante per istante.»