Progettati per resistere ad eventi meteorologici di grande entità, i grattacieli anti-uragano hanno paradossalmente un punto debole, un tallone d’Achille che potrebbe rivoluzionare addirittura le tecniche di progettazione architettonica attuali. A puntare i riflettori sulla particolare scoperta è uno studio avviato dopo i danni subiti dai supertall della città di Houston durante una tempesta di vento, con raffiche di intensità minore rispetto a quelle degli uragani, ma con un impatto decisamente più devastante.
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La colpa è dell’effetto downburst
Nel maggio 2024, una tempesta di vento chiamata “derecho” ha investito la città di Houston, provocando danni diffusi ai circa 50 edifici alti più di 150 metri che compongono il centro.
Ma l’aspetto più strano e che ha spinto i ricercatori a studiare questo fenomeno è il fatto che pochi mesi dopo, a luglio dello stesso anno, gli stessi grattacieli sono stati investiti dall’Uragano Beryl riportando però danni decisamente inferiori.
Mentre i grattacieli a prova di uragano sono progettati per resistere a raffiche fino a 67 metri al secondo, le raffiche di vento che hanno investito il centro di Houston non hanno mai superato i 36 metri al secondo.
Come mai i danni strutturali riportati dai grattacieli anti-uragano sono stati tanto gravi? E come mai a subire le conseguenze maggiori sono stati i piani terra degli edifici?
Secondo il team guidato dalla professoressa Amal Elawady, della Florida International University, la colpa è dell’effetto “rimbalzo” portato con sé dalle downburst, le cd.raffiche discendenti.
I downburst sono forti venti discendenti che soffiano verso l’esterno in tutte le direzioni una volta toccato terra. Questo repentino cambio di velocità crea un effetto aspirazione sui lati più devastante degli uragani stessi.
Un simulatore in miniatura per capire da che parte soffia il vento
Per studiare il fenomeno, i ricercatori hanno riprodotto in laboratorio le condizioni prodotte dal derecho rispetto all’Uragano Beryl. Questo è stato possibile grazie alla struttura sperimentale “Wall of Wind” della Natural Hazards Engineering Research Infrastructure, dove 12 ventilatori a getto possono generare velocità del vento fino a 70 metri al secondo. All’interno della struttura sono stati quindi posizionati una serie di grattacieli in miniatura in scala 1:350. Durante la simulazione gli autori hanno confrontato le due condizioni che differivano nella variazione della velocità media del vento nel tempo: una velocità media costante tipica degli uragani e una velocità che all’inizio aumentava rapidamente, raggiungeva una superficie e poi diminuiva, caratteristica dei downburst.
I risultati hanno mostrato l’effetto aspirazione prodotto nel secondo caso, abbia influito molto di più sulla resistenza strutturale.
“Quando forti venti attraversano una città, possono rimbalzare a causa dell’interferenza tra edifici alti. Ciò aumenta la pressione su muri e finestre, rendendo i danni più gravi rispetto a quelli che si avrebbero se gli edifici fossero isolati”, hanno sottolineato i ricercatori.
Il cambiamento climatico accentuerà il fenomeno
L’aspetto più importante da non trascurare è il legame di questi fenomeni con il cambiamento climatico. Secondo i ricercatori, le variazioni di temperatura accentueranno il fenomeno, sottoponendo i grattacieli anti-uragano a nuove sfide meteorologiche. L’auspicio è quello che la progettazione possa evolversi di pari passo, tenendo conto degli effetti unici prodotti dai downburst sia sugli edifici super alti che sulle altre costruzioni.
La ricerca è stata pubblicata su Frontiers in Built Environment.