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Completato nel 2009, l'edificio più alto del mondo rimane il Burj Khalifa degli Emirati Arabi Uniti a Dubai (Foto: AdobeStock)

Anche se i tempi sono cambiati, alcune cose devono restare le stesse.

Nel segmento delle costruzioni di edifici alti, dalle casseforme/puntellature alle gru a torre e alle nuove tecnologie, la modernizzazione è stata graduale, ma ciò è probabilmente prevedibile da un settore del settore che ha sempre richiesto l'utilizzo dei migliori metodi avanzati per un fine efficiente.

Quindi, dove è cambiata la costruzione di grattacieli? Nei dettagli.

Che si tratti di aziende che si affidano alla realtà virtuale o alla modellazione della scansione, che perfezionano piattaforme, ascensori e gru autonome o che semplicemente adottano la collaborazione attraverso strumenti digitali, la pratica di costruire grattacieli, vecchia quasi 140 anni, è più entusiasmante che mai.

Il superalto grattacielo di Riyadh, alto 2 km

Annunciato alla fine del 2022, il progetto della capitale saudita Riyadh prevede di far spazio a una torre incredibilmente imponente, alta 2.000 metri (6.562 piedi), che supererebbe di oltre 1 km l'attuale edificio più alto del mondo (il Burj Khalifa degli Emirati Arabi Uniti a Dubai); il Burj Khalifa è alto 828 metri (2.717 piedi).

L'Architects' Journal di Londra ha riferito nel marzo 2024 che lo studio di architettura britannico Foster + Partners stava lavorando al progetto multimiliardario.

Non sono ancora emersi progetti né il progetto è stato approvato o finanziato pubblicamente, ma se la costruzione verrà avviata, sarà difficile non notarla a Riyadh: la torre più alta della capitale saudita è attualmente la PIF Tower, alta 385 m (1.263 piedi).

Altrove, lo stato americano dell'Oklahoma è al 34° posto tra i 50 stati del paese per densità di popolazione complessiva, ma ciò non ha impedito alla sua città più grande, nonché capitale, Oklahoma City, di pianificare la costruzione della torre più grande del paese (e del continente).

Un rendering della "Legends Tower", una torre di 1.907 piedi proposta per il centro di Oklahoma City. La struttura, se mai venisse costruita, sarebbe la più grande del Nord America (Foto: AO)

Il Boardwalk at Bricktown è un importante progetto di costruzione a Oklahoma City che mira ad aggiungere residenze e resort insieme a luoghi di intrattenimento al centro della città. Il piano include la costruzione di tre torri alte circa 107 m (350 piedi) e una quarta alta quasi 600 m (quasi 2.000 piedi).

In origine, era stata proposta una torre più bassa dell'attuale leader del paese (One World Trade Center a New York City), alta 533 m (1.750 piedi), ma un annuncio dello sviluppatore del progetto a gennaio affermava che un nuovo schema per costruire un grattacielo di 581 m (1.907 piedi) e 134 piani aveva, presumibilmente, ricevuto un finanziamento completo di circa 1,5 miliardi di dollari.

Sono state fatte molte speculazioni sulla fattibilità e la praticabilità di una simile costruzione. I critici hanno suggerito che la costruzione fino alla sua altezza massima è improbabile.

In ogni caso, il Boardwalk at Bricktown verrà costruito, anche se a capacità ridotta. Se le torri da 1.907 piedi e 1.750 piedi saranno rifiutate, il progetto andrà avanti con un complesso di quattro torri di circa 350 piedi (107 m) ciascuna.

La supremazia dei superalti della Cina

Fino a poco tempo fa, la Cina superava tutti i paesi quando si trattava di edifici super alti, con oltre 3.000 edifici più alti di 150 m; il paese più vicino sono gli Stati Uniti con circa 900. Problemi di liquidità e accuse di permessi di costruzione ottenuti illegalmente da Evergrande, lo sviluppatore immobiliare cinese, nonché un limite massimo di 500 m per l'altezza dei grattacieli introdotto nel 2021 hanno frenato l'appetito per gli edifici super alti di dichiarazione nel paese. Ma diversi progetti di alto profilo sono ancora in corso.

L'International Land-Sea Center di Chongqing, in Cina, aprirà quest'anno. Ha raggiunto il suo apice alla fine del 2022. La struttura alta 458 m è stata progettata da KPF (Kohn Pedersen Fox Associates) ed è l'ancora di un complesso di tre edifici nella Cina sud-occidentale.

China Construction Third Engineering Bureau Co ha svolto il ruolo di appaltatore principale, mentre Arup ha lavorato come ingegnere strutturale per l'edificio composito in cemento e acciaio.

A Nanchino sono attualmente in costruzione due torri di altezza comparabile, la cui apertura è prevista per il 2025. La più bassa delle due, la HeXi Yuzui Tower A, dovrebbe raggiungere un'altezza di 498,8 m (1.636 piedi). L'edificio per uffici sarà solo un metro più basso del Greenland Jinmao International Financial Centre (499,9 m), che sorgerà nelle vicinanze della Tower A.

La Torre A è stata progettata da Adrian Smith + Gordon Gill Architecture e verrà costruita dall'appaltatore principale Nanjing Runmao Real Estate Co. Il suo design comprenderà un osservatorio all'aperto a 360 gradi in cima, che sarà uno dei più alti del pianeta.

Il supertall Greenland Jinmao è stato progettato da Skidmore, Owings & Merrill (SOM), che funge anche da ingegnere strutturale e MEP. Greenland Group funge da sviluppatore.

Gru a torre elettrificate

Probabilmente uno dei più grandi cambiamenti degli ultimi anni nella costruzione di grattacieli è l'affidabilità e l'accessibilità delle gru a torre completamente elettriche. Mentre la maggior parte delle gru a torre moderne è stata prodotta per funzionare a elettricità fin dagli anni '70, la loro elevata richiesta di potenza può rendere difficile per gli appaltatori la connessione diretta alle reti nazionali o comunali.

Negli ultimi anni, tuttavia, i progressi nell'elettrificazione e l'introduzione di nuove fonti di carburante alternative hanno reso più plausibile per gli appaltatori la possibilità di utilizzare energia diversa dal diesel.

Rendering digitale della HeXi Yuzui Tower A a Nanchino, Cina (Foto: Adrian Smith + Gordon Gill Architecture)

A marzo, la United Rentals, la più grande azienda di noleggio attrezzature al mondo e con sede negli Stati Uniti, ha introdotto per la prima volta sul mercato nordamericano sistemi di alimentazione a batteria per gru a torre.

"Configurabile fino a 500 kW, il sistema funziona insieme a un generatore per fornire energia affidabile per supportare le operazioni della gru a torre", ha affermato United Rentals. "Riduce al minimo il tempo di funzionamento del generatore immagazzinando energia nelle batterie e funzionando a batteria quando possibile".

Per le attività più piccole, il sistema può funzionare completamente "senza emissioni" grazie all'energia solare.

Termaco, azienda canadese che progetta, produce e integra soluzioni avanzate per la protezione dei sistemi di accumulo di energia, ha sviluppato il sistema energetico in collaborazione con United per un cantiere di Edmonton, Canada.

Il progetto riguardava una comunità ad uso misto di 20 acri e prevedeva l'impiego di una gru a torre da otto tonnellate e alta 70 metri, interamente alimentata dal sistema energetico Termaco.

"Nel progetto, [l'appaltatore] è passato dal far funzionare un generatore T4 da 300 kVA 24 ore al giorno per alimentare la sua gru a torre, al caricare il sistema energetico della batteria con un generatore da 100 kW per sole due ore e mezza al giorno e far funzionare la gru esclusivamente a batteria", ha affermato United.

L'azienda ha affermato che, per questo progetto, il tempo di funzionamento del generatore è stato ridotto del 91%, il che ha portato a una riduzione stimata dell'80% di carburante ed emissioni.

Tuttavia, le gru a torre elettrificate non stanno solo diventando più efficienti e affidabili, ma stanno anche diventando più grandi.

Nell'ottobre 2023, Mammoet, un'azienda olandese specializzata in soluzioni di trasporto e sollevamento pesante, ha annunciato un'importante pietra miliare nella costruzione di quella che ha definito la gru elettrica "più grande" e con la maggiore capacità al mondo: la SK6000.

Il modello di gru a torre elettrica è in fase di sviluppo da anni, ma si prevede che verrà rilasciato nel 2024. La cifra numerica nel suo nome rappresenta la sua capacità di 6.000 tonnellate.

Mammoet ha lanciato il nuovo prodotto con in mente il sollevamento di moduli. La gru è destinata a sollevare componenti da 3.000 tonnellate a un'altezza del gancio di 220 m con un raggio massimo di 144 m. L'azienda ha affermato che l'unità sarà in grado di sollevare moduli nell'intervallo da 3.000 a 6.000 tonnellate.

Svettare sulla concorrenza

La maggior parte degli edifici non viene costruita per vincere premi, ma a volte un progetto cattura l'attenzione del pubblico e delle organizzazioni commerciali, e alcuni responsabili di progetto riescono a tornare a casa con più hardware oltre ai loro macchinari e utensili.

Una di queste strutture e progetti è il Lighthouse 2.0 della Danimarca nella città di Aarhus. Situato nell'Aarhus Docklands, l'edificio residenziale di 44 piani e 142 m (466 piedi) è il più grande del suo genere nel paese. Completato nel 2022, ha creato 381 nuove abitazioni a meno di 3 km (1,9 miglia) dal centro della città.

Verso la fine del 2023, il Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) con sede negli Stati Uniti, un organismo internazionale che studia e redige relazioni sulla pianificazione, progettazione e costruzione di edifici alti, ha conferito a Lighthouse 2.0 il premio come miglior edificio alto nella categoria da 100 a 199 metri.

Il progetto prevede circa 20.000 m2 di doppi vetri, con una struttura di base realizzata principalmente in cemento. Al piano terra, la torre è circondata da piazze a più livelli di spazi interni ed esterni.

L'edificio residenziale Lighthouse 2.0 ad Aarhus, Danimarca (Foto: Peri)

I materiali, la geometria specifica e la posizione ristretta vicino al mare hanno richiesto una stretta collaborazione tra l'appaltatore generale del progetto e Peri, con sede in Germania, fornitore di casseforme e impalcature Lighthouse 2.0.

"I requisiti architettonici speciali e il programma di costruzione impegnativo hanno richiesto una stretta collaborazione tra l'appaltatore generale Per Aarsleff A/S e Peri", ha sottolineato Peri.

Nel progetto è stato utilizzato il sistema auto-sollevante ACS di Peri, che, come ha affermato l'azienda, è dotato di un cilindro mono-corsa ad alta capacità che sale al livello successivo in soli 20 minuti, utilizzando meno staffe, ancoraggi e componenti complessivi rispetto alle vecchie unità auto-sollevanti.

Progettato per il mercato statunitense, Peri ha sottolineato che l'impiego dell'ACS nel progetto Lighthouse è stato una novità in Danimarca.

"La cassaforma rampante guidata su rotaia ha impressionato per il suo azionamento idraulico, le grandi unità rampanti, l'elevata forza di sollevamento e i processi rapidi", ha affermato Peri, aggiungendo che la sua unità ACS Core 400, in particolare, è adatta a supportare i bracci di distribuzione del calcestruzzo, il che si è rivelato ideale per questo progetto incentrato sul calcestruzzo.

"Ciò ha significato che è stato possibile realizzare un ciclo di getto di calcestruzzo di una sola settimana per piano", ha spiegato l'azienda.

Data la conformazione dell'edificio a piazza, la coronazione della struttura ha richiesto una soluzione personalizzata prima di poter essere completata.

"La sfida risiedeva nel fatto che la geometria dei piani superiori era diversa da quella dei piani inferiori", ha spiegato Peri. "Non sarebbe stato redditizio erigere impalcature fino al piano [superiore], quindi è stato necessario trovare un approccio completamente nuovo alla costruzione di impalcature".

Il responsabile del sito di Aarsleff, Jesper Scharff Lanng, sottolinea che le finestre panoramiche all'ultimo piano, il ristorante al 44° piano e il progetto della terrazza sul tetto richiedevano una "soluzione personalizzata innovativa".

Gli ingegneri hanno impiegato più di 400 ore di lavoro per ideare questa soluzione, che ha comportato l'erezione di 50 tonnellate di impalcature, alcune delle quali sono state installate sia all'interno che all'esterno.

Lanng ha osservato: "Non è insolito montare un'impalcatura all'interno dell'edificio che si estende verso l'esterno, ma se si installano 50 tonnellate di impalcature su quattro piani al 43° piano, allora è tutta un'altra storia".

Enfasi sulla sicurezza

Un grattacielo non può toccare il cielo senza prima costruirne le fondamenta e il supporto, e il ruolo delle casseforme e delle gru nell'era moderna consiste nell'utilizzare metodi collaudati e nel rinnovare la meccanica per aumentare la produttività.

Il Vita Load Navigator gestito da un team di PCL Construction a St. Paul, Minnesota, USA. L'attacco del gancio della gru è azionato da remoto con ventole di bordo che riducono l'oscillazione e la trazione causate dal vento e dal movimento della gru (Foto: Vita Industrial)

Mentre i fornitori di casseforme stanno adottando sempre più nuove tecnologie come la scansione 3D, la progettazione 4D e l'integrazione di funzionalità BIM (Building Information Modeling) e digital twin nei loro servizi, forse l'enfasi maggiore nel settore è posta sulla sicurezza.

Steve Duthie, direttore associato di Altrad RMD Kwikform, ha affermato che la pressione interna ed esterna per rendere i cantieri edili più sicuri sta stimolando la creazione di nuovi prodotti.

"Quando si considera la portata di un progetto, i tempi stretti e il numero di subappaltatori e team che lavorano tutti sotto questo tipo di pressione, è chiaro come possano sorgere potenziali rischi per la sicurezza", ha affermato Duthie.

Alshore Plus di RMD Kwikform, un sistema di puntellazione in alluminio ad alta resistenza, è un esempio di prodotti di casseforme convenzionali che apportano miglioramenti basati sulla sicurezza. È dotato di un meccanismo di rilascio del carico integrale a battuta rapida con connessioni su misura tra telai e gambe. Il design, ha affermato RMD Kwikform, consente tempi di installazione più rapidi.

Un montaggio più rapido significa meno personale in loco per meno tempo, ma Alshore Plus ha anche migliorato l'accesso alle scale, alle piattaforme, ai supporti delle assi e ai corrimano in tutto il sistema.

Ma anche alcuni dei prodotti più semplici, come il sistema di protezione antidetriti e di protezione di sicurezza Ascent-S di RMD Kwikform, possono rendere più sicuri anche i progetti più esigenti in altezza. L'Ascent-S può essere dotato di diverse opzioni di rivestimento per limitare l'impatto ambientale. È anche possibile ottenere una sigillatura perimetrale completa e tutti i pannelli possono essere consegnati pre-assemblati in loco.

Un altro prodotto per gru a torre che aiuta la sicurezza e migliora l'efficienza è il Vita Load Navigator prodotto dalla statunitense Vita Industrial. È un'applicazione che si monta sul gancio di una gru a torre per aiutare a stabilizzare i materiali, utilizzando un telecomando, durante il movimento o in condizioni di vento.

È uno strumento su cui Trent Johnson, responsabile distrettuale dell'Upper Midwest degli Stati Uniti presso PCL Construction, ha affermato che il suo team ha fatto affidamento per i progetti recenti.

Trent Johnson, responsabile distrettuale PCL per l'Upper Midwest degli Stati Uniti (Foto: Vita Industrial)

Ha affermato che l'applicazione originale era destinata ad usi militari e riportava l'illustrazione di una squadra di soccorso che trasportava qualcuno da una situazione remota.

"Quando devono intervenire per salvare le persone, mandano giù l'uomo, il cesto, e mettono la persona lì dentro, ma quando lo issano di nuovo su, le pale dell'elicottero creano turbolenza e lo fanno girare", ha detto Johnson, notando che qualcosa di simile può accadere quando grandi muri o materiali larghi vengono posizionati in altezza con una gru a torre.

"Questi due pezzi all'estremità sono due ventole che sono alimentate da un sistema di batterie", ha detto Johnson del Vita Load Navigator. "Con gru a torre, strutture di sostegno e casseforme, mentre lo si solleva... il vento colpisce quella cassaforma".

Johnson ha affermato che può creare una "vela piuttosto grande" e che un vento a 22 miglia orarie (35 km orari) solitamente determina una giornata di non lavoro per motivi di sicurezza.

Vita Load Navigator riduce la quantità di vento catturata dal materiale, soffiando il materiale controvento, rendendolo più stabile e posizionabile.

"Questo pezzo di equipaggiamento ci consente di lavorare in ambienti con vento forte", ha detto Johnson, che ha detto che un operaio avrebbe lavorato in tandem con l'operatore della gru per garantire un posizionamento a filo. "E, mentre [l'operatore della gru] lo lascia cadere, è allora che il ragazzo che gestisce il Vita Load Navigator sarà in grado di impostare perfettamente, entro uno o due gradi, dove deve andare".

Sebbene appaltatori, sviluppatori e finanziatori siano stati sicuramente svantaggiati dall'aumento dei costi dei materiali, dalla carenza di manodopera e da normative incoerenti sulla sostenibilità, ci sono poche prove che l'interesse del pubblico o degli sviluppatori per i grandi edifici stia diminuendo.

Finché le costruzioni gigantesche continueranno a essere redditizie e le città del mondo potranno trarre vantaggio da torri immense, la stessa allettante domanda rimarrà sempre la stessa: quanto in alto possiamo arrivare nel cielo?