4 Marzo 2023
7:30

Tokyo Skytree, una torre di 634 metri capace di resistere a terremoti di magnitudo 8

Il Tokyo Skytree, in Giappone, è una delle strutture più innovative del mondo, capace di resistere a forti terremoti e ridurre al minimo le oscillazioni dell'edificio.

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Tokyo Skytree, una torre di 634 metri capace di resistere a terremoti di magnitudo 8
skytree tokyo

Il Tokyo Skytree è uno degli edifici più avanguardistici di tutto il Giappone. Si tratta di una torre di trasmissione situata nel quartiere Sumida della capitale nipponica e non solo è una delle strutture più alte al mondo – con i suoi 634 metri – ma è anche un gioiello antisismico. Sì, perché come sappiamo il Giappone è spesso colpito da violenti terremoti e la struttura dell'antenna è stata realizzata per ridurre al minimo le sue oscillazioni durante un sisma. In questo articolo spiegheremo dal punto di vista ingegneristico come è stata realizzata questa struttura e quali sono le sue principali caratteristiche.

Il Tokyo Skytree

Prima di passare all'aspetto tecnico, spendiamo qualche parola per parlare della struttura in sé.
La costruzione di questa enorme torre di trasmissione è iniziata nel 2008 e si è conclusa nel 2012, per un costo totale di circa 65 miliardi di yen, pari circa a 545 milioni di euro! L'edificio – alla cui costruzione hanno partecipato anche gli ingegneri Masao Imai e Masato Araya –  è stata realizzata per migliorare la ricezione televisiva nella zona. Assumendo anche una funzione turistica, ospitando due piattaforme panoramiche, situate rispettivamente a 350 (Tembo Deck) e 450 metri di altezza (Tembo Gallery), mentre alla sua base si trova un grande centro commerciale con un acquario.

tokyp skytree foto

Per muoversi all'interno della torre sono presenti due ascensori ad alta velocità in grado di raggiungere i 600 metri al minuto, pari a circa 36 chilometri all'ora. La torre poi è dipinta con una tonalità di bianco e azzurro, illuminata di notte da luci a LED.

La struttura dell'antenna

Il design della torre si ispira alle pagode, cioè le tradizionali torri giapponesi utilizzate per la meditazione e la preghiera. Il progetto del Tokyo Skytree aveva infatti l'obiettivo di rinnovare la città, combinando l'estetica giapponese con un'opera moderna in grado di resistere alle condizioni atmosferiche e sismiche avverse. La torre è stata progettata con una base di forma triangolare larga per garantire maggiore stabilità alla struttura. A partire da un'altezza di 350 metri, la torre si restringe diventando cilindrica, riducendo la pressione del vento e prevenendo eventuali oscillazioni.

All'interno della torre, c'è un nucleo di calcestruzzo armato circondato, ma separato strutturalmente, da tubi d'acciaio resistenti che costituiscono il telaio della torre. Questo nucleo centrale fornisce una base solida per l'intera struttura, aiutando a distribuire il carico in modo uniforme e bilanciando il movimento oscillatorio: durante un terremoto la torre inizia a oscillare, ma questo peso extra al suo interno aiuta a controllare il movimento.

Il peso si muove in modo sincronizzato con la struttura, ma con un leggero ritardo, fungendo da contro-peso per compensare la vibrazione della torre, riducendo così l'ampiezza delle oscillazioni durante un sisma. All’interno del nucleo centrale sono collocati 12 ammortizzatori a massa liquida, costituiti da un serbatoio contenente un fluido viscoso che fluisce attraverso una serie di tubi in base alla frequenza e all'ampiezza delle oscillazioni, contrastandone il movimento e garantendo una maggiore stabilità.

Le fondazioni del Tokyo Skytree

Per garantire la stabilità della struttura, gli ingegneri hanno utilizzato una tecnica chiamata vibroflottazione. Di che si tratta?
Questa tecnica prevede l'utilizzo di macchinari in grado di creare vibrazioni nel terreno, le quali provocano una riduzione degli spazi vuoti tra i vari grani. In questo modo, il terreno diventa più compatto e resistente, garantendo una base solida e stabile per la costruzione.

Una volta creato un terreno compatto, al suo interno sono state realizzate le fondazioni del Tokyo Skytree con tre strati distinti di cemento armato: il primo strato è costituito da una lastra di cemento di 4,5 metri di spessore, il secondo strato è costituito da una lastra di cemento di 3,5 metri e il terzo strato è costituito da una serie di pali di fondazione di cemento armato che penetrano nel terreno per circa 50 metri. Questi ultimi sono disposti in modo radiale rispetto al centro della torre, e sono stati installati utilizzando una tecnologia di perforazione del suolo che ha permesso di minimizzare l'impatto sulle strutture circostanti.

La valutazione della resistenza

Per valutarne la resistenza sono stati considerati come casi studio un terremoto di magnitudo Richter 7 con epicentro nell’area metropolitana e un vento alla velocità di 70-80 m/s. L'antenna è risultata capace di garantire la sicurezza delle persone e addirittura un eventuale terremoto di magnitudo 8, ad esempio, causerebbe qualche danno estetico alla struttura ma non porterebbe al collasso della stessa.
La tecnologia impiegata nella realizzazione del Tokyo Skytree rappresenta un esempio tangibile di come l'ingegneria possa superare sfide apparentemente insormontabili.

 

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