Grattacieli: un’intervista a William F. Baker dello storico studio di ingegneria SOM | Ingegneri.info

Grattacieli: un’intervista a William F. Baker dello storico studio di ingegneria SOM

Intervistiamo William F. Baker, ingegnere civile e Partner di SOM, noto studio di ingegneria statunitense. E’ il “padre” strutturale del Burj Khalifa

William F Baker - SOM © Cody Pickens
William F Baker - SOM © Cody Pickens
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di Fabrizio Aimar

Intervistiamo William F. Baker, ingegnere civile e Partner della sede di Chicago dello storico studio di ingegneria SOM (Skidmore, Owings & Merrill, LPP). Entrato in SOM nel 1981, il nome di Baker si lega subito a quello dei grattacieli, lavorando al progetto di rifunzionalizzazione della Sears Tower (meglio nota come Willis Tower). A lui si deve la progettazione strutturale di alcuni dei più famosi ed elevati tra questi, secondo la classifica stilata dall’autorevole CTBUH, come il Burj Khalifa (828 m, il più alto al mondo), la Zifeng Tower (450 m, in 13a posizione), il Trump International Hotel and Tower (423,2 m, al 19° posto), la Pearl River Tower (309,4 m, al 93° posto), The Franklin – North Tower (306,9 m, in 98a posizione) e la Canyon Tower (306,4 m, al 99° posto). Fondato nel 1936, SOM è responsabile dei progetti strutturali di altri noti grattacieli come il One World Trade Center, la Willis Tower, la Jin Mao Tower e il John Hancock Center, grazie al lavoro delle sedi di New York, Chicago, San Francisco, Los Angeles, Washington D.C., Londra, Hong Kong, Shanghai, Dubai e Mumbai. Con lui parliamo delle sfide che ognuno di tali edifici si trova a fronteggiare, sia attuali che future, dalla progettazione al cantiere, passando per la ricerca applicata.

Riguardo al Burj Khalifa, lei afferma che crebbe di oltre il 60% in altezza rispetto al suo predecessore, il Taipei 101 (508 m), grazie ad accurati studi in galleria del vento. So che voi ne utilizzate una a “strato limite sviluppato” vicino all’aeroporto di London, in condivisione con la nota casa automobilistica McLaren. Ci può descrivere come il flusso turbolento e il distacco dei vortici, in particolare, influiscano nella progettazione strutturale dei grattacieli?
“Sì, noi lavoriamo con alcune tipologie differenti di tunnel. Per quanto riguarda il Burj Khalifa, abbiamo utilizzato una galleria del vento che si trova in Canada. In altri tre lavori, così come in questo, ci siamo appoggiati a RWDI (Rowan Williams Davies & Irwin Inc., ndr), che ha sede fuori Toronto. Oltre a loro, vi è da aggiungere la University of Western Ontario, che si trova a London, sempre nell’Ontario, poco dopo il confine nazionale. Quello di London è un tunnel BLWTL, ossia una galleria del vento a strato limite sviluppato. Come detto, ce ne siamo serviti sia per il Burj così come in molti altri progetti, e sono i medesimi laboratori che utilizza anche la McLaren. La McLaren possiede un proprio spazio personale, a cui possono accedere su appuntamento solo i docenti. Nemmeno il personale interno può entrare in quello spazio. Invece, in merito ai fenomeni legati al vento, proviamo a fare chiarezza. Generalmente, essi si manifestano in modalità un po’ irregolari. Vengono avvertiti come un problema fastidioso, in quanto agiscono prima da un lato e poi dall’altro, per poi ripresentarsi nuovamente. E’ un’azione ritmica. Più vecchio è l’edificio è più questa viene avvertita. Le strutture vorticose, di grandezza caratteristica differente, somigliano a piccole spirali se viste su di un piano. Ogni qual volta tutti i differenziali di pressione si incrociano all’interno dell’edificio opponendosi a quella in esso ospitata, la quale corrisponde alla frequenza naturale dell’edificio, si genereranno moti e forze molto grandi. La soluzione sta nell’operare sulla forma dell’edificio durante le sue fasi progettuali, cercando di realizzare quello che da noi viene definito con la frase ‘confondere il vento’. Variando il loro campo di azione rispetto al fabbricato, il distacco dei vortici diventa così maggiormente confuso secondo intervalli molto più lunghi. E poi, c’è ancora da tenere conto delle frequenze rispetto agli impulsi. Quindi, possiamo affermare che noi analizziamo l’edificio come se avessimo per le mani uno strumento musicale, in modo tale che si muova in un determinato modo e secondo un certo periodo. E che abbia, inoltre, una certa distribuzione delle masse. Così, alla ricerca di tutte queste cose, siamo riusciti ad andare oltre, crescendo di altri 310 m in altezza durante le varie fasi progettuali (del Burj Khalifa, ndr).”

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Pearl River Tower - SOM © Tim Griffith

Pearl River Tower – SOM © Tim Griffith

In SOM, e in particolare nelle sue commesse, come lavorate per ottimizzare il processo costruttivo di un grattacielo dal punto di vista della sua cantierabilità? Il processo BIM aiuta le vostre scelte?
“Sì, il processo BIM è utile al fine di documentare lo sviluppo progettuale. Questo, però, si deve basare sulla comprensione di come avviene la costruzione e di come le imprese amino costruire gli edifici, senza dimenticarsi di loro. Questa è la differenza tra essere ‘solo’ un esperto nelle costruzioni o colui che parla con gli appaltatori. Molte volte sviluppiamo idee aggiuntive relativamente alle modalità costruttive, così come offriamo consigli al team progettuale. Questo sarebbe il modo più veloce e meno costoso per realizzare un edificio e, se lo applichi, è perché vuoi davvero che l’edificio ottenga dei vantaggi. E quindi, ritengo sia necessario prendere in considerazione l’intera casa per la sua costruzione.”

Con il Burj Khalifa siete arrivati a 828 m di altezza grazie alla sua intuizione del “buttressed core” esagonale, il cui principio sembra informare anche la recente costruzione della Kingdom Tower a Gedda. Entrambe però hanno quote inferiori rispetto al celebre “The Illinois”, grattacielo di 1.600 m progettato da F.L. Wright. Lei ritiene sia possibile giungere tale altezza, in futuro, e quali sono le sfide da vincere per arrivarci?
“Penso si possa realizzare una torre alta un miglio, ma potrebbe necessitare di un sistema strutturale diverso. E’ vero che la Kingdom Tower utilizza, fondamentalmente, il sistema strutturale sviluppato qui da noi in SOM, ma sai, anche qualora tale sistema non sia adatto per giungere fino all’altezza di 1,6 km, esso contribuirà comunque alla ricerca verso una sua evoluzione. Ragionando su come farlo, non penso vi sia un problema di costo delle strutture, quanto piuttosto di problematiche legate al trasporto verticale e alla pressione atmosferica. Il primo grattacielo venne innalzato nel 1885 a Chicago, e le questioni che definirono quel primo edificio furono il sistema strutturale e il trasporto verticale. Ancor oggi, entrambe costituiscono i problemi più rilevanti per ogni grattacielo. Ora, tornando al nostro caso, ci concentriamo sulle 2 questioni sopra citate, ossia il trasporto verticale anche rispetto al cambiamento della pressione atmosferica che si andrà a percepire. Vi è un’enorme quantità di pressione atmosferica che varia tra la sommità e la base dell’edificio e, quindi, io ritengo sia qualcosa a cui bisogna pensare in modo più approfondito. È come se andassimo, seguendo una verticale, da New Orleans a Denver. Sì, Denver corrisponderebbe proprio alla sommità del nostro ‘miglio high tech’, per intenderci. E’ un esempio, ma utile per capirci meglio. Infatti, se salendo in un edificio è possibile avvertire la pressione cambiare grazie alle tue orecchie, puoi immaginare come questa sia in un edificio alto un miglio. Dunque, io penso che ciò debba essere affrontato.”

401 North Wabash - SOM © Tom Rossiter Photography

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Lei, negli anni, ha avuto modo di conoscere e confrontarsi direttamente con figure del calibro di William LeMessurier, Jörg Schlaich, Myron Goldsmith, Fazlur Rahman Khan, Leslie E. Robertson ecc. Quanto importante è stata ed è importante per lei la ricerca, come ad esempio la topologia applicata, nel trovare nuove risposte a sfide complesse?
“Credo sia molto importante fare ricerca, al fine di trovare nuove tecnologie e sondare nuove idee. Questa può avvenire attraverso l’ispirazione o l’intuizione, ma, qualche volta, le intuizioni possono basarsi su ciò che hai già visto in passato. Successivamente, grazie alla ricerca e alla sperimentazione, è possibile scoprire cose che non hai mai visto prima. Ciò può portare a nuove idee, utili al fine di spingersi verso una nuova architettura, e questo è un po’ il nostro scopo. A tal proposito, abbiamo creato al nostro interno, qui in SOM, un gruppo chiamato ‘Research Gang’, il quale indaga cosa sia possibile ottenere dal nuovo settore tecnologico con l’obiettivo di pervenire ad un nuovo significato.”

Preso atto che l’ingegneria è una professione in continua evoluzione, quali consigli lei ritiene di volere dare ad un giovane ingegnere che intenda specializzarsi nel campo della progettazione strutturale di edifici alti e grattacieli?
“È davvero importante che, da studente, si prendano molte lezioni teoriche sui primi principi dell’ingegneria. Ricorda dei meccanismi e del comportamento strutturale, così come della matematica, perché quando farai qualcosa di nuovo, mai realizzato fatto prima, non lo potrai guardare su un libro. Ma i principi della fisica non cambiano! Quindi, solo se comprenderai la teoria e i problemi comportamentali alla base, potrai innovare, perché è necessario un grande coraggio in tale azione. Io penso che ciò sia cruciale, sia per i più giovani che per chiunque intenda provare a realizzare qualcosa di nuovo. Lo ribadisco, i capisaldi sono le conoscenze di base, le uniche che ti permetteranno di conseguire qualcosa che non è mai stato raggiunto in precedenza.”

Per approfondire, consulta il sito web di Skidmore, Owings & Merrill, LPP (SOM)
Per approfondire, leggi l’ebook di Fabrizio Aimar “Edifici alti e grattacieli: aspetti strutturali

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