Dalla rivista “L’ingegnere italiano”. Articolo a cura degli ingegneri Cosenza e Losanno: tra le sfide che nella storia hanno accompagnato l’ingegneria strutturale vi è l’inseguimento di primati sempre più ambiziosi, che nella pratica si concretizzano negli edifici alti e nei ponti di grande luce.
Alla domanda se sull’orizzonte temporale sia possibile avere dei “salti” tra realizzazioni consecutive portiamo l’esempio di quanto accaduto per i grattacieli.

La realizzazione del Burj Khalifa (2010) con i suoi 828 metri di altezza ha generato un balzo di 320 metri rispetto al precedente record di 508 fissato dal Taipei 101, con un rapporto di 1,63.
Discontinuità di questo tipo risultano possibili quando interviene un cambio di paradigma nella concezione strutturale affiancato da un avanzamento tecnologico.
Con il Burj Khalifa non solo lo schema strutturale si è modificato con l’introduzione di elevazioni a setti in cemento armato che portano ad avere una struttura più rigida rispetto ai precedenti sistemi in acciaio, ma sono anche state sviluppate nuove tecnologie per il pompaggio di calcestruzzi ad altissime prestazioni fino a 586 metri di altezza. Nel caso dei ponti sospesi di grande luce, a causa della elevata deformabilità e leggerezza dell’impalcato, il problema è rappresentato dagli effetti del vento in regime dinamico per fenomeni di interazione vento-struttura. Il problema ha determinato per anni una stagnazione della luce massima intorno a 2000 metri. Il ponte Akashi in Giappone – ultimato nel 1998 con una luce di 1991 metri – è stato fino al 2022 il più lungo. La sezione dell’impalcato dell’Akashi è di tipo tradizionale (impalcato di prima generazione) con una struttura reticolare rigida torsionalmente e verticalmente.
La soglia dei 2000 metri è stata varcata grazie allo sviluppo di nuove tipologie di impalcato a forma aerodinamica – più snella e con profilo alare – con riduzione dell’altezza di sezione.
In antitesi con quanto accaduto per gli edifici alti interessati da un incremento di rigidezza, per i ponti sospesi tale innovazione si è tradotta in una riduzione del rapporto tra rigidezza torsionale e verticale. L’impalcato diventa più permeabile al vento così da mitigarne gli effetti.
A oggi il ponte in esercizio più lungo del mondo è quello dei Dardanelli con una luce di 2023 metri e una sezione aerodinamica del tipo multi-box (impalcato di terza generazione) costituita da due cassoni in acciaio collegati da traversi intervallati. Questa tipologia è definita nella letteratura tecnica come “Messina Type” in quanto utilizza gli studi fatti per il Ponte sullo stretto, alla cui realizzazione però non si è dato seguito. Nel caso del Ponte di Messina, il progetto approvato prevede uno schema a campata unica da 3300 metri. La luce del Ponte sullo Stretto è 1,63 volte quella del ponte sui Dardanelli, riproponendo lo stesso salto registrato per gli edifici un decennio prima.
Come nel caso degli edifici, questo è il risultato di un cambio di paradigma strutturale (da struttura rigida torsionalmente a struttura “trasparente” al vento) e di nuova tecnologia.
In realtà il ponte in costruzione più lungo del mondo si trova in Cina (Zhangjinggao Yangtze) e presenta una campata centrale di 2300 metri con una sezione dell’impalcato aerodinamica monolitica di tipo mono-cellulare, ovvero a cassone unico (seconda generazione).
In questo caso la luce del Ponte sullo Stretto si “riduce” a 1,43 volte quello del ponte in costruzione: si tratta di un rapporto già raggiunto in passato nel passaggio dal ponte Humber all’Akashi.
Il salto in avanti compiuto dal ponte di Messina è reso possibile grazie alla forma aerodinamica singolare dell’impalcato che richiama la tipologia multi-box di terza generazione ma che rappresenta un unicum con i suoi tre cassoni in acciaio distanziati (sezione “Messina Type”) di cui uno centrale per alloggiare il traffico ferroviario e due laterali per il traffico veicolare, collegati da trasversi di altezza di 4,7 metri.
Per arrivare a tale risultato molti sono stati gli studi condotti, sia di carattere numerico che sperimentale su modelli in scala ridotta in galleria del vento. Dal punto di vista tecnologico, per la realizzazione dell’opera saranno impiegati cavi di sospensione di grande diametro in acciaio ad altissima resistenza nella forma di funi prefabbricate a fili paralleli. Dal punto di vista costruttivo, l’impalcato verrà trasportato via mare per conci di 60 metri e collocato in opera tramite sollevamento, mentre le torri saranno realizzate per conci a sezione ottagonale con torri ad H multipla a due gambe collegate da tre traversi per un’altezza di 399 metri. Considerando la collocazione del Ponte in una zona ad alta sismicità, grazie alla sua elevata deformabilità e all’impiego dei più moderni dispositivi antisismici è possibile affermare che il rischio sia contenuto anche in caso di eventi significativi: il primo modo di vibrare nei ponti sospesi è pendolare con gran parte della massa che oscilla con punto fisso alla quota più alta delle antenne, e infatti il periodo corrispondente è al di sopra dei 30 secondi. Si sottolinea che la realizzazione del Ponte non va vista come opera puntuale, ma deve procedere in parallelo con l’implementazione e il potenziamento delle strutture ferroviarie e stradali nella logica dello sviluppo integrato.
Il quadro degli investimenti stradali e ferroviari in Calabria e Sicilia è imponente, con molte opere in realizzazione o appaltate. Senza dubbio l’opera potrà rappresentare una leva per lo sviluppo delle regioni interessate e dell’intero Paese. Considerazioni euristiche contrarie non reggono, si tratta di un’opera studiata e fattibile.
L’ingegneria, quella italiana in particolare, è pronta.