Le oscillazioni dei grattacieli simulate grazie a uno 'smorzatore armonico' | Ingegneri.info

Le oscillazioni dei grattacieli simulate grazie a uno ‘smorzatore armonico’

La torre di test Thyssenkrupp, in costruzione a Rottweil, includerà un dispositivo in grado le oscillazioni naturali del vento ad altezze elevate. Ecco come funzionerà

Render della torre di test di Rottweil (fonte: ThyssenKrupp)
Render della torre di test di Rottweil (fonte: ThyssenKrupp)
image_pdf

Riprodurre le oscillazioni naturali causate dal vento ad altezze eccezionali, come quelle del Burj Khalifa, del One World Trade Center o della Lotte Tower. E’ quanto sarà in grado di fare molto presto lo “smorzatore armonico” installato all’interno della torre di test di thyssenkrupp Elevator a Rottweil, simulando in anticipo i comportamenti oscillatori di un edificio prima ancora che venga realizzato. In questo modo si consentirà di risparmiare tempo e denaro, adattando l’interno della struttura alle sue reali condizioni operative. Oltre a simulare le oscillazioni di altri edifici, questa speciale massa risonante fungerà anche da un stabilizzatore della torre stessa, alta 246 metri.

Alla fine di gennaio, questo enorme pendolo è stato collegato a dei motori lineari elettromagnetici e installato all’interno della torre – ad un’altezza di 193 metri – dalla GERB Schwingungsisolierungen GmbH. Anche se questa tecnologia è già ampiamente utilizzata nei grattacieli di New York, Shanghai e Dubai, questo particolare dispositivo è il primo al mondo a combinare il movimento attivo a quello passivo.

Nonostante il design sottile e aerodinamico, la torre di prova a Rottweil può iniziare a oscillare in determinate condizioni meteorologiche a causa di cosiddette vibrazioni da vortice indotto. Con una massa di 240 tonnellate, il nuovo sistema compensa il movimento della torre in modo che i visitatori sulla piattaforma di osservazione non avvertiranno alcuna oscillazione dell’edificio. Questo sistema infine, riduce il carico di fatica della torre.

A segnare una svolta in questo campo è la funzionalità attiva dello smorzatore, progettata in collaborazione con GERB, dotata di un meccanismo intelligente capace di indurre artificialmente le oscillazioni alla torre di test, consentendo agli ingegneri di thyssenkrupp Elevator di testare il comportamento degli ascensori in ogni condizione atmosferica. In questo modo i progettisti saranno in grado di realizzare i test sugli ascensori ben prima che i lavori di costruzione vengano completati.

Le oscillazioni degli edifici rappresentano una delle più grandi sfide nello sviluppo di un ascensore. Tutti gli edifici sono strutturalmente concepiti per oscillare al vento entro certi parametri, procurando ai vani degli ascensori a notevoli vibrazioni. Poter testare queste condizioni in modo realistico all’interno della torre di test, garantisce molti vantaggi rispetto alle tradizionali simulazioni sotterranee.

test tower illuminated (c) thyssenkrupp (Medium)

fonte: ThyssenKrupp

Con l’installazione dello smorzatore armonico, le oscillazioni della torre vengono registrate e analizzate in tempo reale per reagire con precisione attraverso le contro-oscillazioni artificiali. L’energia e i tempi di risposta del sistema sono controllati da un sofisticato computer affinché questo pendolo gigante possa oscillale in modo controllato e sincronizzato al comportamento dell’intera struttura. Il sistema contiene anche elementi ammortizzanti, noti come Visco, che dissipano l’energia inerziale del pendolo. Il risultato è che i movimenti della torre sono stati ridotti (in tutte le direzioni) da un massimo di 76 centimetri a meno di 15 centimetri.

Per questa simulazione artificiale, GERB ha utilizzato la stessa tecnologia presente nel sistema Multi, l’ascensore senza funi di thyssenkrupp: i motori lineari elettromagnetici collegati allo smorzatore ne controllano il movimento. Questa soluzione sfrutta l’utilizzo di piccole forze pari a soli 35 kN (circa 50 volte la forza usata per calciare un pallone da calcio). Il movimento oscillatorio della massa, collegata alla struttura, agisce sulla torre creando un movimento controllato.

Tilger test tower (c) thyssenkrupp (Medium)

fonte: ThyssenKrupp

La costruzione della torre di prova è stata avviata nel 2014. Al suo interno, dodici vani saranno riservati esclusivamente all’ascensore Multi, alimentato dalla stessa tecnologia del Maglev-Transrapid. Il design senza funi di questo innovativo ascensore consente a diverse cabine di muoversi in un unico vano, aumentando la capacità di trasporto passeggeri fino al 50% e allo stesso tempo riduce l’ingombro degli ascensori in un edificio della metà. Inoltre, il sistema consente alle cabine di muoversi sia lateralmente che verticalmente, senza limitazioni di altezza, aprendo completamente nuove applicazioni e possibilità di progettazione architettonica.

Copyright © - Riproduzione riservata
Le oscillazioni dei grattacieli simulate grazie a uno ‘smorzatore armonico’ Ingegneri.info