.
Automatic Google English translation can be found here
.
L'argomento che vorrei trattare in questo articolo è uno dei più discussi e, contemporaneamente, frai meno conosciuti, da un punto di vista strettamente tecnico, degli attacchi al World Trade Center.
-----
-----
Una delle ipotesi formulate dal Nist che più di ogni altra è osteggiata dai complottisti, è che le zone impattate dagli aerei nelle Torri Gemelle siano state oggetto di un fenomeno importante di devastazione della protezione passiva antincendio, con distacco della schiuma spruzzata su colonne e travature.
L'acronimo SFRM è l'abbreviazione di "Spray-applied Fire-Resistive Materials".
Questa distruzione dell'isolamento antincendio applicato a spruzzo sarebbe quindi direttamente responsabile del surriscaldamento dell'acciaio, rimasto scoperto ed esposto agli incendi.
Il distacco della protezione passiva antincendio e i vasti incendi scoppiati su più piani, con gli irroratori a pioggia resi inservibili dal taglio delle condotture dell'acqua, avrebbero quindi portato all'inevitabile collasso la struttura portante.
Secondo il Nist, il collasso sarebbe avvenuto quindi per effetto congiunto dell'azione dell'impatto degli aerei e dello stress termico, con caratteristiche diverse nelle due Torri, essenzialmente in virtù della diversa collocazione del punto colpito e del tipo di sollecitazioni che l'impatto avrebbe provocato.
In questo articolo è stato approfondito il meccanismo di collasso della struttura portante delle due Torri.
In questo articolo è stato approfondito il meccanismo di collasso della struttura portante delle due Torri.
L'urto degli aerei avrebbe quindi operato delle distruzioni generalizzate sul percorso seguito dai rottami all'interno degli edifici, sia a livello di colonne perimetrali, di colonne del core che delle strutture portanti dei piani orizzontali, ma avrebbe anche indotto un fenomeno più insidioso di demolizione per effetto meccanico diretto (urti) ed indiretto (vibrazioni) dello strato isolante sui piani sottostanti e sovrastanti.
A questa dinamica, già di per sè sufficientemente grave, deve essere sovrapposta anche la sovrapressione generata dalla deflagrazione del carburante nebulizzato e, in senso ascendente, la violenta azione dell'aria surriscaldata, mentre verso il basso si sarebbero verificati tutti i fenomeni di caduta dei rottami ed il collasso parziale delle strutture orizzontali per cedimento dei vincoli di supporto sia al core che alle colonne perimetrali portanti.
Tali fenomeni avrebbero riguardato, ovviamente, in maniera gravissima l'area direttamente colpita dalla nuvola di rottami, ma, è importante ricordarlo, non sarebbero stati strettamente limitati ai soli piani impattati.
Alla luce di queste ipotesi è allora importante stabilire se effettivamente il distacco dello strato di isolante antincendio spruzzato (SFRM) avvenga o meno in condizioni di urto e, nel caso ciò avvenga, in che condizione resti esposta la superficie metallica all'azione delle fiamme.
Il Nist ha dedicato all'analisi della protezione passiva antincendio il report Ncstar 1-6A, "Passive Fire Protection".
In questo articolo è già stato analizzato il livello di protezione ed i materiali impiegati nel corso del tempo per realizzare la protezione passiva antincendio delle Twin Towers.
Ora analizziamo le prove fatte dal Nist per sostenere l'ipotesi di distacco delle protezioni.
.
- PROVE BALISTICHE SUL MATERIALE SFRM -
Valutare l'impatto di rottami contro una struttura è un problema di tipo balistico ed essendo la balistica una branca della fisica sperimentale, l'approccio empirico è particolarmente importante.
Sono stati allestiti dei campioni di materiale SFRM, del tutto analoghi al tipo di protezione presente nelle Torri, su lamiere piane e su sbarre a sezione circolare di acciaio, simili a quelle presenti in grande quantità nei floor-truss dei piani orizzontali e nelle colonne del core e perimetrali.
Questi campioni sono stati allestiti secondo le norme vigenti e che erano soddisfatte anche dalla protezione delle Torri, in particolare i campioni sono stati sottoposti a valutazione della forza di adesione al supporto metallico e di coesione della schiuma, con la procedura standard di test.
Lo scopo delle prove balistiche è stato quello di verificare il comportamento della protezione dei diversi tipi di campione (superfici piane e sbarre circolari) sottoposte ad impatti con angoli di incidenza diversi, dall'impatto diretto a quello obliquo con diversi gradi di inclinazione.
La tipologia di rottami che nella realtà erano presenti negli edifici colpiti può essere ricondotta a due grandi classi:- proiettili primari e secondari di piccola massa e di elevata velocità;
- proiettili primari di grande massa ma di modesta velocità.
Da un punto di vista balistico, il problema fondamentale era riprodurre le tipologie di impatto che sicuramente avvennero durante la penetrazione degli aerei negli edifici, ipotizzando le condizioni che dal punto di vista energetico erano più vicine alla realtà dei fatti.
Come noto, l'energia cinetica di un mobile è data dalla formula:
Ec = ½ M V^2
dove:
Ec = energia cinetica
M = massa del mobile
V = velocità del mobile
quindi le due classi di proiettili precedentemente individuate, da un punto di vista energetico, si prestano a valutazioni molto diverse, dato che l'energia cinetica del proiettile è direttamente proporzionale alla sua massa, mentre risulta proporzionale al quadrato della velocità.
Ciò significa che se raddopia la massa a parità di velocità, l'energia cinetica raddoppia, mentre se raddoppia la velocità a parità di massa, l'energia cinetica quadruplica.
E' logico quindi che uno dei problemi era predisporre un apparato di test che consentisse di misurare e governare la velocità dei proiettili da indirizzare sui campioni, dato che la massa dei proiettili è facilmente misurabile a riposo.
E' stato allestito il seguente sistema di prova:
in cui una gabbia cronografica, basata su interruttori ottici, ha consentito una misurazione molto precisa delle velocità dei proiettili lanciati da canne balistiche di tipo piccolo (calibro 12 tipo caccia) e grande (diametro canna di 3.15 pollici = 80 mm).
Per il puntamento è stato utilizzato un sistema a raggio laser solidale con la canna balistica.
I proiettili utilizzati sono stati i seguenti:
- pallettoni in piombo di tipo 00, del diametro di 0.33 pollici (8.4 mm), sparati ad una velocità media di 137 m/s (pari a 307 mph) e a 168 m/s (pari a 375 mph) in cariche da 63 grammi di piombo spinte da polvere da sparo Hodgon Titegroup (Attenzione: solo per elementare norma di prudenza verso chi legge, non indico le dosi di polvere da sparo) nella canna piccola;
- un proiettile composito, del peso complessivo di 1 Kg, costituito da dadi e pezzi metallici vari, contenuti in un guscio di leggero materiale plastico Styrofoam, lanciato nella canna balistica di tipo grande da un getto di aria compressa alle velocità di 50 m/s (112 mph) e 90 m/s (201 mph)
- TEST SULLE LAMIERE PIANE -
I test sono stati fatti con lastre piane collocate con inclinazione di 0°, 20°, 45° e 60° rispetto alle canne balistiche e colpite da proiettili di piccola massa ed alta velocità, mentre le sbarre a sezione circolare sono state testate per impatti frontali sia con proiettili piccoli e veloci che grandi e lenti.
La logica di questa scelta, riassunta nella tabella seguente, è evidente: nel percorso all'interno dell'edificio dei rottami, le superfici piane delle colonne sono state certamente attinte prima dai rottami più piccoli e veloci quindi da quelli di maggior massa e più lenti, mentre le sbarre, data la loro limitata estensione come "bersaglio" per i rottami e la collocazione nei floor-truss (il soffitto di ogni singolo piano), sono state con maggiore probabilità interessate dall'impatto di rottami grandi e relativamente lenti.
che hanno portato a questi risultati:
- distacco completo dell'intero campione per impatto a 0°:
- distacco completo dell'intero campione per impatto a 20°:
(il campione è fotografato a terra dopo il completo distacco)
- distacco completo dell'intero campione per impatto a 40°:
- danneggiamento localizzato ma nessun distacco a 60°:
Mi sembra importante richiamare l'attenzione non solo sul fatto che si è manifestato il distacco dell'isolante termico, ma che questo è avvenuto in maniera completa, cioè tale da lasciare la superficie metallica interamente esposta, senza brandelli di isolante a parziale protezione.
Se a tutto ciò sovrapponiamo l'effetto "bulldozer" operato dall'aereo, che ha accumulato il materiale combustibile dei piani proprio in corrispondenza delle colonne le cui facce sono rimaste nelle condizioni che possiamo intuire da questi test, ne consegue che le fiamme, non i soli fumi, ma proprio le fiamme, arroventavano direttamente l'acciaio delle colonne.
Credo sia solamente il caso di ricordare che la temperatura di fiamma sia molto più elevata della temperatura di fumo di un incendio, per cui le condizioni degli incendi all'interno dei diversi piani delle Torri devono essere pensate come floor-truss immersi in gas surriscaldati prodotti dall'incendio e che salgono verso il soffitto, mentre le colonne del core e perimetrali della facciata opposta a quella di entrata degli aerei erano direttamente esposte all'azione delle fiamme, con temperature di fiamma anche di molto superiori ai 1.500°C (per maggiore chiarezza, non sto affermando che l'acciaio fosse a quella temperatura, ma che le fiamme che lambivano l'acciaio fossero a quelle temperature).
Visti i risultati di completo distacco dell'isolante termico con impatti ad angoli da 0° a 60° esclusi, per i test successivi il campione di SFRM è stato quindi trattenuto sulla piastra da una ulteriore incollatura con nastro adesivo, per impedire il danneggiamento con la caduta sul pavimento.
- TEST SULLE SBARRE A SEZIONE TONDA -
Tutti i test hanno evidenziato la messa a nudo delle sbarre in porzioni di maggiore lunghezza quanto più diretto era stato l'urto con l'elemento metallico rivestito.
Laddove l'impatto è avvenuto con la sola schiuma, il deterioramento è stato apparentemente localizzato, ma in realtà ampie porzioni dell'isolante si sono staccate dalla sbarra e sono rimaste in loco per soli motivi geometrici (l'adesione al metallo è venuta a mancare).
Nella tabella che segue sono sintetizzati i parametri dei test eseguiti sulle sbarre:
Questi sono i risultati:
- CONCLUSIONI -
Le prove sperimentali eseguite sotto lo stretto controllo del Nist hanno dimostrato che in caso di urti con rottami piccoli e veloci o grandi e lenti, anche con angoli di inclinazione superiori ai 45° nel caso di impatti ad alta velocità, si ha il distacco pressochè completo del materiale di protezione passiva antincendio spruzzato sulle superfici piane, mentre le sbarre a sezione tonda, tipiche delle strutture reticolari dei floor-truss, hanno manifestato il distacco del materiale anche per urti non perfettamente centrati sull'elemento metallico.
Nel caso di impatto diretto contro l'elemento metallico, questo è rimasto completamente esposto per tutta la sua superficie impattata, mentre in caso di urti parziali, oltre al danneggiamento locale, si è manifestato anche il distacco dalla superficie metallica della pasta SFRM.
Le sperimentazioni eseguite sono state svolte su serie di campioni appositamente preparati per i test, seguendo rigorosamente la normativa specifica per tali tipi di protezioni.
E' intuitivo valutare che tali condizioni di test di laboratorio siano più restrittive, in termini di performance, rispetto alla realtà, dato che la forza di adesione alla superficie metallica e la coesione del materiale realmente presente nelle Torri risentiva sia dell'età del rivestimento che, soprattutto, delle condizioni superficiali dell'acciaio; ossidazione e distacco dello strato di vernice dell'acciaio, ovviamente, avrebbero influito in maniera molto negativa sull'adesione meccanica della pasta antincendio all'acciaio stesso, soprattutto se sottoposta a stress meccanico da impatto e alle conseguenti vibrazioni del metallo.
Prove fotografiche svolte durante gli accertamenti che seguirono l'attentato del 1993, documentano che in entrambe le Torri il rivestimento passivo antincendio spruzzato sull'acciaio aveva subito danni, sia per naturale usura chimico/fisica, che per l'azione meccanica di sfregamento dei cavi all'interno dei vani degli ascensori e delle facce delle colonne in vista.
Queste evidenze sperimentali dimostrano che nel caso delle Torri Gemelle ampie porzioni delle strutture portanti in acciaio restarono completamente esposte agli effetti degli incendi a causa della caduta della protezione passiva antincendio provocata dall'impatto degli aerei.
=<>=
.
DOSSIER "EFFETTI DEGLI INCENDI"
.
