Effetti dell'incendio sui tiranti di acciaio: il caso della Torre di Ostankino a Mosca

di Enrico Manieri - Henry62
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La Torre della televisione di Ostankino, a Mosca, punto di riferimento e tappa obbligata per 200.00 turisti l'anno, venne progettata dall'ingegnere strutturista russo Nikolai Nikitin, autore di altre importanti costruzioni russe, come il Palazzo dell'Università Statale di Mosca (1949) e la colossale statua di Volgograd, "Marmayev Kurgan", costruita impiegando ben 7.900 tonnellate di acciaio e cemento per un'altezza complessiva di 85 metri.
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Alta 540 metri, la Torre delle televisione è a tuttoggi la costruzione singola per trasmissioni più alta dell'Europa e dell'Asia.
Le sue scale interne contano 3.544 gradini, mentre il peso della struttura portante è di circa 55.000 tonnellate.
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La Torre, realizzata su una base e tronco centrale in cemento armato rinforzato, venne costruita a tempo di record, in 54 mesi fra il 1963 ed il 1967.
Inaugurata al pubblico con una grande cerimonia il 5 novembre 1967, conquistò il record di edificio più alto al mondo (titolo perso solamente nel 1976, ad opera della CN Tower di Toronto, in Canada) .
Le motivazioni che spinsero il governo dell'allora URSS alla realizzazione di questa opera ambiziosa furono sia politiche, che propagandistiche, in un periodo storico in cui la Guerra Fredda era combattuta anche con la ricerca dei record nelle costruzioni civili.
La base della Torre è alta 63 metri, il tronco misura 297 metri mentre l'antenna vera e propria, tenuta in sede da tiranti in acciaio connessi alla struttura in cemento armato centrale, misura 180 metri.
All'interno dell'edificio hanno i propri studi e centri di trasmissione ben 11 canali televisivi, 12 emittenti radiofoniche e 17 televisioni satellitari, mentre ai piani intermedi erano presenti un belvedere per il pubblico (Osservatorio, 337 metri di quota) ed un ristorante, il "Seventh Haven", collocato a ben 328 metri dal suolo.

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- L'incendio -

Il 27 agosto 2000, alle ore locali 15.20, la Torre venne colpita da un incendio, provocato quasi certamente da un cortocircuito di apparecchiature elettroniche, presenti in gran quantità all'interno dell'edificio ed in buona parte di vecchia concezione e di carente manutenzione.

Fin dall'inizio si capì che la situazione era particolarmente seria e le autorità preposte imposero l'evacuazione completa dell'edificio, che venne completata in circa 90 minuti, ed il blocco delle trasmissioni di tutte le emittenti radio-televisive presenti nella Torre, con gravi conseguenze per l'immagine di efficienza delle autorità politiche, che già si trovavano alle prese con la difficile situazione economica della federazione russa.

Divampato dapprima ad una quota di 460 metri, per poi avere un focolaio secondario alla quota di 400 metri, il fuoco venne definitivamente domato solamente il lunedì 28 agosto alle ore 17.40 locali, dopo aver tentato anche di immettere liquido ritardante dall'alto con l'ausilio di un elicottero.

Una squadra di pompieri, con grande rischio personale, venne effettivamente calata da un elicottero ad una quota superiore al fronte dell'incendio, per poter bloccare la propagazione verticale dell'incendio e, nel contempo, utilizzare la gravità come elemento di aiuto nel combattere le fiamme del focolaio principale.

A seguito dell'incendio, violentissimo, la struttura superiore si inclinò verso Est di circa 5 °, al punto da far temere un imminente collasso strutturale e, quindi, domato l'incendio, da far disperare di poterne effettuare il recupero, se non sostenendo costi elevatissimi.

Si stima che le temperature interne furono prossime ai 1.500°C, alimentate dapprima da corti circuiti ripetuti, successivamente dal materiale combustibile presente ai diversi piani e, soprattutto, dalla enorme quantità di cavi elettrici e relativi isolamenti elettrici che percorrevano l'intero edificio per centinaia di chilometri di lunghezza.

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Le temperature elevatissime provocarono anche il cedimento termico dei cavi di due ascensori, uno dei quali era utilizzato da sette pompieri che cercavano di salire lungo la struttura per poter affrontare le fiamme, che furono salvati dal corretto funzionamento dei freni d'emergenza presenti sulla cabina, mentre nell'altro ascensore trovarono la morte quattro passeggeri.
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La parte superiore della struttura, l'antenna, era staticamente in equilibrio sul core in cemento armato mediante una struttura radiale di tiranti in cavi di acciaio, che venne pesantemente danneggiata dalla violenza dell'incendio.

Come noto, l'acciaio peggiora le proprie caratteristiche meccaniche di resistenza e di resilienza all'aumentare della temperatura, al punto da avere, attorno agli 800°C, una resistenza residua ridotta a circa il 10-20% di quella a temperatura ambiente, cioè le caratteristiche meccaniche peggiorano dell'80-90%.

Nell'incendio della Torre di Ostankino, che, è opportuno sottolinearlo, a differenza delle Twin Towers, non venne colpita da alcun impatto esterno ma solamente da incendi sulle cui cause non c'è mai stato alcun dubbio, si manifestò in modo eclatante il fenomeno del cedimento termico dei cavi in acciaio, sia per quanto riguarda i cavi degli ascensori che, soprattutto, dei tiranti statici strutturali.

Questo fenomeno, che avrebbe trovato una tragica conferma anche nell'attacco delle Torri Gemelle, fu particolarmente importante anche per l'assenza di un'adeguata protezione passiva antincendio dell'acciaio.

Ottenuto un prestito di 14 milioni di dollari dalla BERS (Banca Europea per la Ricostruzione e lo Sviluppo), il Ministero delle Finanze della Federazione Russa ha potuto provvedere alla copertura economica dei lavori di ricostruzione e consolidamento della Torre, che comprendevano la possibilità dell'installazione di nuovi ascensori ad alta velocità. .

I lavori di consolidamento e restauro della Torre terminarono entro il 2004, mentre il ristorante non venne più riaperto per motivi di sicurezza dopo l'incendio del 2000

Nel marzo 2005 venne testato e successivamente aperto al pubblico un ascensore della capienza di 13 persone, caratterizzato dalla velocità di 7 m/s (corsa di 347 metri in un tempo medio di 56 secondi).

Il 25 maggio 2007 un secondo incendio colpì la Torre, presto domato e dalle conseguenze non gravi per l'edificio.

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DOSSIER "EFFETTI DEGLI INCENDI"

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