Quanto possono misurare i ponti più lunghi?

0

Alla domanda nel titolo una ricerca proveniente dall’Università di Sheffield e pubblicata su Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering risponde che in un prossimo futuro potremmo avere ponti di una lunghezza finora impensabile, grazie alle nuove forme scoperte, grazie a innumerevoli ore di simulazione al computer, dal team che vede tra i principali autori il professor Matthew Gilbert e il co-autore Ian Firth i ponti più lunghi potrebbero arrivare a una campata di 5km di lunghezza, permettendo per esempio di scavalcare lo stretto di Gibilterra.
Finora la campata più lunga è appena sotto i due chilometri, ma che cos’è la campata? La campata è il tratto di un ponte sospeso tra due torri, nel caso dall’attraversamento di Gibilterra (14 km) bisognerebbe ottenere campate di almeno 5km.
Occorre infatti chiarire che al mondo esistono già viadotti e ponti nel complesso molto più lunghi dei 14km di Gibilterra, ma hanno molti più pilastri (dunque le campate sono più brevi), una soluzione che per ovvi motivi quando si scavalca un tratto d’acqua non è sempre fattibile.
Con gli attuali ponti sospesi quel traguardo non si potrebbe mai raggiungere, il problema è che più i ponti si allungano più diventano pesanti, più la loro capacità di sopportare peso viene assorbita dal loro stesso peso (togliendo quindi capacità alla portata di veicoli che possono sopportare e richiedendo molto più materiale per incrementi nella lunghezza sempre più brevi in un vero circolo vizioso), finora si è lavorato soprattutto sui materiali cercando di alleggerire i ponti pur costruendoli resistenti, ma più di tanto non si può scendere anche perché non ci sono alternative più valide e più economiche dell’acciaio che siano pure più leggere. Gli ingegneri però non hanno mai smesso di guardare oltre, di capire se si potessero progettare i ponti in un altro modo, tanto è vero che Gilbert e colleghi sono partiti da idee sviluppate nel primo 19° secolo da un architetto che curiosamente è un suo omonimo,Davies Gilbert, incorporandole nei propri modelli matematici.



Semplificando in maniera estrema: che cosa hanno trovato? Che creando delle torri “spezzettate” si ottiene di diminuire il peso della struttura, in realtà il disegno ottimale uscito dai calcoli matematici al computer prevederebbe di sostituire le torri con delle strutture che in alcune parti ricordano un po’ i raggi di una bicicletta, ma tra il dire e il fare … la realizzazione pratica su larga scala di questo design ottimale sarebbe troppo complicata. Gilbert e colleghi sono andati per una soluzione di compromesso che prevede di sostituire la torre monolitica con solo due o tre “raggi” ottenendo comunque un risultato sorprendente: tornando all’esempio del ponte di Gibilterra e alla campata di 5km che sarebbe probabilmente necessaria per la realizzazione, un ponte sospeso tradizionale richiederebbe il 73% di materiale (e dunque di peso) in più rispetto al design ottimale, le soluzioni con torri a due o tre raggi sarebbero rispettivamente solo il 12% e il 6% più pesanti.
Come si ottiene questo? Perché questa forma scarica meglio il peso sulle fondamenta della struttura, ma il team avverte che questo è solo un primo passo, infatti nelle loro simulazioni hanno considerato solo la gravità (tanto è vero che il titolo dell’articolo scientifico è Theoretically optimal forms for very long-span bridges under gravity loading) tralasciando le forze dinamiche derivanti da traffico e venti.

Roberto Todini

Leave A Reply

Your email address will not be published.

Continuando a navigare sul sito, accetti l'utilizzo dei cookie da parte nostra. More Info

Questo sito utilizza i cookie per fornire la migliore esperienza di navigazione possibile. Continuando a utilizzare questo sito senza modificare le impostazioni dei cookie o cliccando su "Accetta" permetti il loro utilizzo.

Chiudi