Cosa sono e quale funzione hanno i tuned mass damper
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Quando guardiamo un grattacielo si possono percepire vari stati d’animo, tra cui sicuramente un senso di impotenza ma allo stesso tempo di fascino. Queste sensazioni sono scaturite dalla maestosità di questi edifici che fanno rimanere chi li guarda con il fiato sospeso finché il loro sguardo non arriva fin su all’ultimo piano a centinaia di metri di altezza.
L’altra faccia della medaglia però consegna agli strutturisti grandi problemi perché edifici molto alti subiscono grandi oscillazioni dovute soprattutto al vento e ai sismi. Basti pensare che un grattacielo di 300 metri in una giornata di vento normale, può arrivare ad oscillare anche 5 cm; un vento molto forte intorno ai 150 km/h può provocare oscillazioni anche intorno ai 30 cm.
Come soluzione a questo problema si è deciso di installare all’interno dei grattacieli grandi pesi il cui compito è quello di smorzare questo moto oscillante degli edifici. Questi sistemi vengono chiamati “mass damper” o anche “tuned mass damper”, smorzatore a massa risonante. Si tratta sostanzialmente di enormi masse di calcestruzzo o acciaio che si oppongono al moto dell’edificio in un verso sfruttando la loro inerzia e grazie anche a pistoni idraulici che collegano la sfera alla struttura e hanno il compito di dissipare l’energia in ingresso: infatti se il moto dell’edificio è verso destra i pistoni di sinistra dello smorzatore si comprimeranno mentre quelli di destra si allungheranno riducendo cosi l’ampiezza delle oscillazioni.
Un sistema geniale e molto efficiente che ha anche lo scopo di rendere la vita più semplice soprattutto a chi vive agli ultimi piani di un grattacielo; infatti diminuendo l’oscillazione complessiva si migliora notevolmente la stabilità avvertita soprattutto ai piani più alti.
Il più grande Tuned Mass Damper al mondo è stato istallato nel Taipei 101, situato a Taiwan. E’ stato il grattacielo più alto del mondo fino al 2008 con un altezza complessiva di 508 metri e 101 piani. Tra l’87° e 92° piano è presente un enorme Tuned Mass Damper fatto di acciaio che pesa all’incirca 660 tonnellate sospeso in mezzo all’edificio grazie all’aiuto di cavi. Un elemento di notevole importanza strutturale per questo edificio, che è visibile a tutti i visitatori che si trovano all’interno della struttura, come possiamo vedere in figura.
Il Mass Damper è un sistema intelligente utilizzato non solo in edilizia per gli edifici molto alti; per esempio viene utilizzato anche nel mondo dell’automobilismo anche in Formula 1. Tecnicamente erano dispositivi formati da un peso oscillante tra i 9 e 15 kg che avevano il ruolo soprattutto di stabilizzare la vettura in curva.