;Resize,width=767;)
Nata da un'idea del politico francese Édouard René de Laboulaye nel 1965, come dono della Francia agli Stati Uniti, progettata in Francia a partire dal 1875, poi trasportata e assemblata a New York nel 1886, la Statua della Libertà è ancora oggi il monumento emblema della moderna America. Con un'altezza totale di circa 93 m, basamento incluso, la figura svetta per 46 m su Liberty Island, nella baia di New York di fronte a Manhattan, combinando l'arte scultorea di Frédéric Auguste Bartholdi con la concezione strutturale di Gustave Eiffel. Il suo nome ufficiale, per esteso, è La libertà che illumina il mondo e rappresenta i concetti di libertà, democrazia e superamento dell'oppressione. Al di là dei significati simbolici, il sistema strutturale, sebbene visibile solamente dall'interno della statua, costituiva per l'epoca un'importante esempio di ottimizzazione tecnologica di forma e materiali utilizzati.
Il sistema tecnologico della Statua della Libertà
Nel suo insieme, il sistema strutturale della Statua della Libertà si articola in tre componenti fondamentali:
- La "pelle" esterna;
- La struttura di collegamento interno-esterno;
- La struttura di sostegno principale interna.
Eiffel concepì un sistema strutturale semplice ed efficace: una struttura reticolare centrale in ferro che funge da nucleo portante. Questa struttura non è un corpo monolitico rigido, ma un sistema a traliccio spaziale ottimizzato per resistere ai carichi gravitazionali e, soprattutto, alle spinte laterali del vento. Infatti, la statua non ha altre funzioni particolari se non quella di reggere il proprio peso ed essere stabile nei confronti delle pressioni prodotte dalle correnti d'aria che la attraversano.
Il criterio di progetto del colosso di New York
Essendo situata in un ambiente marino esposto, la statua subisce le azioni del vento come una vela di enormi proporzioni. La stabilità nei confronti di un possibile ribaltamento è garantita da un sistema di ancoraggio profondo nel basamento in calcestruzzo e granito. Il peso della statua (circa 225 tonnellate) contribuisce alla stabilità globale, ma non è sufficiente a contrastarla del tutto. Per tale ragione, il sistema di ancoraggio meccanico sopperisce a questo problema, rimandando tutto al solido blocco di fondazione inferiore. Ciononostante, la struttura deve garantire limitate escursioni di spostamento dovute all'azione del vento, ed è per questa ragione che il nucleo portante interno è ottimizzato, nella forma e nei materiali utilizzati, tramite lo schema reticolare interno. Attualmente, le oscillazioni stimate della statua in presenza di forti venti sono nell'ordine dei 10 cm in sommità.
La travatura reticolare
Un modo semplificato per comprendere il meccanismo di funzionamento dello scheletro della Statua della Libertà è quello di immaginarlo come una mensola ruotata in verticale. Questo oggetto, incastrato nella sua posizione di base, garantisce sostegno, mediante rigidezza e resistenza, sia per le azioni verticali (ossia il peso proprio e quello del rivestimento) che per le azioni orizzontali (come il vento). Tuttavia, questa "mensola", anziché essere concepita come un corpo monolitico continuo, viene scomposta e rimodulata in tanti pezzi per il tramite di una travatura reticolare, ovvero un insieme di aste interconnesse che garantisce il corretto trasferimento degli sforzi dalla parte sommitale fino alle fondazioni. In questo modo, il materiale di progetto utilizzato è ottimizzato per la specifica geometria del caso: il che significa realizzare la medesima struttura utilizzando molto meno materiale e mantenendo al contempo invariate le condizioni di progetto. Alla struttura reticolare principale – vale a dire al corpo centrale che svolge la funzione di mensola verticale – si affiancano una serie di strutture reticolari secondarie che permettono di sagomare maggiormente gli spazi interni e di realizzare le ulteriori parti della statua, come ad esempio il braccio e la torcia.
I collegamenti chiodati
Il sistema di connessioni è di tipo chiodato: questa tipologia di collegamento può essere considerata un'antenata delle più attuali soluzioni bullonate. La chiodatura avveniva mediante l'inserimento dei chiodi nei fori predisposti, realizzati preventivamente negli elementi metallici da collegare. Una volta posizionati, questi venivano ribaditi, ossia ribattuti nel senso della lunghezza, allo scopo di ottenere alle estremità del foro due elementi sporgenti che, uniti al gambo, svolgevano una funzione analoga a quella del dado e della testa in un'unione bullonata. Questa tipologia di collegamento tra aste, diffusa e realizzata con l'ausilio di molti chiodi, garantisce ancora oggi una sufficiente deformabilità alle aste, tale da permettere spostamenti modesti della struttura durante la fase di esercizio. Tale condizione di progetto è fondamentale poiché la struttura – grazie a questi piccoli spostamenti – può adattarsi alle condizioni esterne di temperatura, evitando l'insorgere di stati tensionali elevati che potrebbero comprometterne la stabilità e generare crisi locali di resistenza del materiale.
Il rivestimento in rame
Il rivestimento, che svolge il ruolo di struttura secondaria della statua, è realizzato in rame. Nel tempo, per effetto dell’ossidazione, il materiale ha sviluppato una caratteristica patina che ricopre gli strati superficiali, celando l'effettivo colore della facciata che oggi appare verde acqua proprio a causa della presenza di questo strato di ossido. Di per sé, il generico pannello in rame possiede una propria capacità portante, dovendo resistere alle pressioni del vento che spingono o risucchiano localmente. Questo sistema di pannelli, opportunamente modulati e sagomati per agevolare il montaggio in sito e la modellazione della scultura nella sua integrità, è diffusamente collegato alle strutture metalliche principali e secondarie.
Il rivestimento in rame non si rivelò, tuttavia, una scelta felicissima: la presenza di elementi interni in ferro, e di un ambiente marino umido e salato, creò infatti le condizioni ideali per la nascita di un problema di corrosione galvanica. La mancanza di una opportuna protezione o di un adeguato isolamento tra i due metalli portò al progressivo indebolimento delle aste interne e dei collegamenti chiodati, rendendo necessario un importante intervento di restauro tra il 1984 e il 1986. La soluzione messa in campo delineò la sostituzione delle aste in ferro con elementi in acciaio inossidabile, e l'inserimento di materiale isolante tra rame e acciaio al fine di prevenire l'insorgenza di nuove coppie galvaniche.
