De ce nu s-a prăbuşit până acum Turnul din Pisa

foto: The Balance

Până nu demult existau temeri serioase că celebrul turn înclinat din oraşul italian Pisa avea să cadă în cele din urmă, din cauza faptului că fundaţia sa, deşi adâncă de 3 metri, nu fusese turnată pe rocă solidă. Din cauza proastei calităţi a solului, fundaţia a început să se scufunde imediat după începerea construcţiei, în anul 1173, provocând înclinarea spre sud a turnului. Recent, după finalizarea unor lucrări de restaurare care au durat 18 ani s-a spus că înclinarea progresivă şi afundarea turnului au fost stopate, astfel că este posibil ca celebra construcţie să rămână un obiectiv turistic important pentru multă vreme de acum înainte. Rămâne totuşi întrebarea: de ce s-a menţinut în picioare această construcţie pe care mai toate ilustratele o înfăţişează ca fiind pe punctul să cadă?

Suprafaţa de sprijin pe sol joacă un rol extrem de important în menţinerea în poziţie verticală a diverselor obiecte sau construcţii. Pentru noi, oamenii, această suprafaţă de sprijin este dată de felul în care ne poziţionăm picioarele. Cu cât mărim distanţa dintre tălpile noastre, cu atât câştigăm la capitolul stabilitate. În cazul unei biciclete lucrurile stau destul de rău. Suprafaţa de sprijin este dată de ariile suprafeţelor de contact a cauciucurilor cu solul, plus zona dintre cele două suprafeţe de contact. Este o suprafaţă de sprijin mică, de unde şi dificultatea pe care o întâmpinam când, copii fiind, ne jucam şi încercam să ţinem cât mai mult timp în echilibru static bicicletele noastre.

Dacă un obiect nu are stabilitate, se poate răsturna extrem de uşor. Dar care este regula care îi conferă stabilitate unui obiect aflat în poziţie verticală sau unei construcţii? Ideea este că un obiect se va răsturna atunci când centrul său de masă va ajunge într-un punct care, ducând perpendiculare pe sol, se va afla în afara suprafeţei de sprijin (vezi imaginea de mai jos). Pentru bicicleta pomenită anterior, este nevoie de doar un foarte mic impuls exterior pentru a-i deplasa centrul de masă în afara suprafeţei de sprijin, astfel că sarcina de a ţine o bicicletă aflată în repaus în poziţie verticală este una extrem de dificilă.

Turnul din Pisa

Centrul de masă al Turnului din Pisacade în interiorul suprafeţei de sprijin(schools.wikia.com)

Pentru a creşte stabilitatea unei construcţii este întotdeauna nevoie de o suprafaţă de sprijin cât mai mare, lucru care face aproape imposibilă deplasarea centrului de masă al edificiului în afara suprafeţei de sprijin. De pildă, celebrul Turn Eiffel din Paris a fost proiectat astfel încât baza sa are o suprafaţă mare, iar vârful este de dimensiuni reduse. Dimensiunile parţii inferioare a turnului îi conferă acestuia o suprafaţă de sprijin considerabilă, iar geometria sa pe verticală poziţionează centrul de masă al construcţiei mai aproape de sol, făcând practic imposibilă doborârea construcţiei, chiar în condiţiile în care vânturi extrem de puternice ar deplasa temporar centrul său de masă spre marginile suprafeţei de sprijin. Aceasta este o problemă cu care se confruntă proiectanţii de turnuri radio, construcţiile cel mai des întâlnite în topurile celor mai înalte clădiri din lume. Deşi turnurile radio nu au fundaţii care să le confere suprafeţe de sprijin foarte mari, ele sunt adesea ancorate cu cabluri de susţinere care le cresc stabilitatea.

În cazul Turnului din Pisa, înalt de 56 de metri, explicaţia pentru menţinerea sa în picioare este similară. Deşi vârful său s-a deplasat în timp cu 3,9 metri faţă de locul unde ar fi fost dacă turnul era perfect vertical, proiecţia la sol a centrului de masă al construcţiei s-a menţinut întotdeauna în interiorul suprafeţei de sprijin (vezi figura de mai sus). Turnul a fost închis pentru public pe o perioadă de 12 ani, până spre finalul anului 2001, când lucrările de restaurare au redus cu mai bine de 40 de centimetri înclinarea care atinsese la un moment dat aproape 4,5 metri. Pe atunci înclinarea creştea cu 1,25 milimetri anual, ceea ce ar fi dus în cele din urmă la deplasarea centrului de masă al clădirii în afara suprafeţei de sprijin. Presiunea la care este supusă construcţia creşte când aceasta se înclină, deoarece pereţii şi fundaţia au fost proiectate astfel încât greutatea lor să se distribuie pe verticală şi nu în lateral, cum se întâmplă acum. Există chiar pericolul ca pereţii exteriori să cedeze la un moment dat, iar turnul să se curbeze undeva spre mijlocul său, asta în cazul în care lucrările de restaurare nu vor continua şi ele.

sursa: scientia.ro

loading...

De asemenea, ai putea dori...

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *