Il terremoto a Taiwan del 3 aprile 2024 ha riacceso l'attenzione sull'enorme sfera di acciaio che ha aiutato il grattacielo Taipei 101 – 11° grattacielo più alto al mondo e uno dei simboli di Taiwan, che si staglia fino a 508 metri di altezza nella capitale – ad assorbire le vibrazioni del forte sisma. Questa grande sfera gialla dal diametro di 5,5 metri e una massa di 660 tonnellate – il cui “padre” è l'ingegnere italiano Renato Vitaliani – è posta tra l'87° e il 91° piano del grattacielo ed è libera di oscillare. Ha uno scopo antisismico: oscillando come un pendolo in caso di vibrazioni, aiuta a mantenere stabile il grattacielo in caso di forti venti o terremoti. A tutti gli effetti, questa sfera è uno degli smorzatori antisismici più grandi al mondo, se non il più grande in assoluto.
Come funziona la sfera antisismica del Taipei 101
La Wind Damping Ball – letteralmente “palla anti-vento” – è una cosiddetta “massa accordata”, o meglio Tuned Mass Damper (TMD). In pratica è un grande pendolo che, agendo come un contrappeso, sfrutta la sua stessa inerzia per contrastare le vibrazioni orizzontali stabilizzando il baricentro della struttura. Ma come fa una palla gigante a stabilizzare un edificio così imponente?
La sfera è montata nei pressi della cima del Taipei 101 (tra l'87° e il 91° piano, su un totale di 101 piani) e collegata alla struttura principale del grattacielo da cavi di acciaio lunghi 42 metri, ma è sostanzialmente libera di muoversi… o di rimanere ferma quando l'edificio si muove. Mentre questo vibra, infatti, lei per inerzia tenderà invece a rimanere in posizione. Se per esempio il palazzo oscilla verso destra, la sfera rimanendo ferma tenderà a riportare il baricentro verso sinistra, controbilanciando quindi l'oscillazione del grattacielo.
La sfera TMD può oscillare con un'ampiezza massima di 150 cm: di più rischierebbe di destabilizzare il grattacielo nella direzione opposta a quella della vibrazione! L'ampiezza dell'oscillazione è limitata tramite 8 smorzatori idraulici, di realizzazione itlaliana, che possiamo immaginare come degli “ammortizzatori” che assorbono le oscillazioni della sfera.
La sfera ha salvato il grattacielo dal terremoto a Taiwan?
Molti in questi giorni hanno parlato del Tuned Mass Damper come di un sistema che «ha salvato» il Taipei 101 dal terremoto del 3 aprile. Ma è proprio così? Facciamo un po' di chiarezza.
L’epicentro è stato a 155 km da Taipei, cioè piuttosto distante: pur molto violento, quindi, il sisma non si è abbattuto su Taipei con la stessa intensità che ha mostrato nella costa orientale di Taiwan. È lecito quindi supporre che il Taipei 101 sarebbe potuto rimanere in piedi anche senza questa “sfera antisismica”, soprattutto se teniamo conto del fatto che il TMD non è l'unico sistema antisismico di cui dispone il grattacielo. L'edificio infatti è dotato di 36 colonne ad alta prestazione, di cui 8 supercolonne riempite di acciaio e calcestruzzo. Inoltre le fondamenta dell’edificio sono rinforzate da 380 pali che arrivano a decine di metri di profondità. Quindi la sua stabilità non è dovuta solo alla sfera, ma a tutto il sistema antisismico del grattacielo.
