I problemi nel realizzare i grattacieli: esiste un limite alla loro altezza?

L’uomo nella sua storia ha sempre provato a superare i propri limiti, in ogni ambito. Da 150 anni circa, con l’utilizzo degli ascensori in edifici residenziali, un nuovo traguardo poteva essere raggiunto: la costruzione di grattacieli. L’aria più pulita e una vista migliore sono solo alcuni dei motivi per cui questi enormi edifici hanno iniziato a spopolare nel nostro secolo, diventando un vero e proprio business. La realizzazione di costruzioni così imponenti richiede numerose analisi, sia premature che durante i lavori.
Ma che altezze potranno mai raggiungere? Andiamo a vedere brevemente quali sono i principali problemi nella costruzione di un grattacielo, così da capire quali possono essere i limiti alla loro realizzazione.

I problemi nella costruzione di un grattacielo

Andiamo a vedere brevemente quali sono i principali ostacoli nella realizzazione di un grattacielo. Per "grattacielo", secondo Treccani, si intende un edificio alto almeno 15-20 piani e con un'altezza tra i 50 e i 70 metri minimo.

Le forze verticali

La prima indagine che deve essere fatta prima di costruire un grattacielo è di tipo idrogeologico, perché bisogna valutare la natura del terreno e se essa sia in grado o meno di sopportarne il peso dell'edificio.
Un grattacielo in media raggiungerà diverse migliaia di tonnellate come peso unicamente strutturale a causa dell'utilizzo del calcestruzzo, uno tra i materiali più utilizzati in questo settore grazie alle sue proprietà tecniche. Risulta infatti fondamentale non solo per il nucleo centrale, ma anche per pilastri e pareti con funzione portante. Non a caso nel Burj Khalifa, l’edificio più alto del mondo, sono presenti strutture in calcestruzzo fino a circa 650 m di altezza.

Per sostenere questo enorme peso, quindi, è necessario scegliere un terreno adatto, capace di sopportare sollecitazioni verticali così intense. Questo mette già dei paletti nella costruzione dei grattacieli che, per raggiungere determinate altezze, necessitano di terreni con particolari caratteristiche. Lo studio del suolo e dei moti di filtrazione dell’acqua che si avranno a costruzione ultimata diventano quindi fondamentali: basti vedere cos’è successo alla Torre di Pisa, che ha rischiato di sprofondare sotto il proprio peso.

Il vento e i sismi

Un altro problema da tenere in considerazione è che più in alto si costruisce, più risulterà indispensabile mitigare l’effetto del vento. Bisogna progettare un grattacielo dalla forma aerodinamica capace di rimanere in equilibrio anche in caso di condizioni meteo particolarmente avverse. Le pressioni eccessive dovute alla spinta del vento, e in minor modo dai sismi, provocano sulla struttura delle vibrazioni e oscillazioni che possono causarne la rottura. Per questo motivo un accurato studio della geometria dell’edificio consentirà di evitare catastrofi, oltre ai meno menzionati stati di malessere delle persone nei piani più alti.

Il vento diventa un problema anche per la realizzazione di terrazze, perché aumentandone l’altezza le raffiche saranno sempre maggiori, limitando la vivibilità di queste zone. Lo studio nella galleria del vento permette la realizzazione di progetti specifici a seconda dei vari casi.

Altri problemi

Durante la costruzione bisognerà studiare la risposta dell'edificio e tenerla sotto controllo nel corso della sua vita, questo per assicurarsi che il comportamento deformativo, caratteristico di ogni struttura, rimanga contenuto, concorde con quanto ci si aspetti dai carichi agenti.
Un'altra sfida è sicuramente quella di riuscire a progettare impianti di climatizzazione e aerazione per l’intero immobile – dal momento che a 500 metri non è possibile cambiare aria semplicemente aprendo le finestre.

Per edifici di tali dimensioni si deve prestare attenzione anche alla mobilità degli ospiti e alla gestione delle loro attività, effettuando una corretta pianificazione urbanistica capace di gestirne il traffico. Altri studi convergeranno su adeguati piani di evacuazione, sui sistemi fognari e sui sistemi di drenaggio dell’acqua. Un grattacielo alto diversi chilometri che non è in grado di controllare tutti questi flussi diventa fine a se stesso.

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I limiti dei grattacieli

La costruzioni di alti edifici è cambiata radicalmente nel tempo, a partire dalle piramidi egizie fino agli odierni grattacieli. Per cui al momento risulta prematuro definire un limite alle future costruzioni. Infatti, in Giappone, si lavora già ad un progetto ad oggi impensabile di circa 800 piani alto 4.000 metri: l'X-seed 4000. Per quanto potesse essere considerato utopico un tempo, possiamo dire che attualmente il raggiungimento del primo chilometro sembra solo questione di tempo.