Manhunt di Peter Bergen: la caccia a Osama bin Laden durata dieci anni

di Hammer

Nel 2012 il giornalista della CNN Peter Bergen ha pubblicato il libro Manhunt: The Ten-Year Search for Bin Laden from 9/11 to Abbottabad nel quale racconta come si è svolta la ricerca di Osama bin Laden dall'11/9/2001 fino al giorno della sua uccisione. Bergen, che ha conosciuto bin Laden personalmente nel 1997, ha ricostruito i fatti che si sono svolti in poco meno di dieci anni grazie a numerose interviste con le più alte autorità civili e militari degli Stati Uniti e del Pakistan che abbiano contribuito alla ricerca di Osama.

Nel dicembre del 2001, dopo solo due mesi dall'inizio della guerra in Afghanistan, le forze statunitensi fallirono nel tentativo di trovare bin Laden laddove si pensava fosse nascosto: nelle caverne di Tora Bora. Per un certo periodo regnò l'incertezza sulle sorti di Osama il quale poteva essere rimasto ucciso durante i bombardamenti o essere sopravvissuto sfuggendo ad essi. I dubbi sulla sorte di bin Laden furono risolti nel novembre del 2002 quando Al Jazeera ricevette in Pakistan una audiocassetta con un messaggio vocale del leader di Al Qaeda ritenuto autentico.

Per anni le ricerce di bin Laden non registrarono nessun progresso significativo mentre i vertici e l'opinione pubblica degli Stati Uniti concentravano la loro attenzione più sulla guerra in Iraq che non alla caccia del terrorista più ricercato del mondo. Al termine dell'amministrazione Bush la ricerca sembrò raffreddarsi, ma con l'avvento di Barack Obama alla Casa Bianca questa fu ripresa con il massimo impegno grazie al dispiegamento di un maggior contingente di uomini della CIA nelle zone interessate e all'estensione delle ricerche dalle campagne alle aree urbane.

Fu solo nel 2010 che la ricerca di Osama bin Laden vide una signficativa accelerazione quando Abu Ahmad al-Kuwaiti, un corriere di Al Qaeda che veniva seguito dalla CIA già da qualche tempo, si dotò di un nuovo telefono cellulare che a sua insaputa consentì alla CIA e all'intelligence Pakistana di "geolocalizzarlo" e virtualmente pedinarlo. Così la CIA potè osservare che al-Kuwaiti si recava spesso in in luogo "che aveva le fattezze di una fortezza" ("a place that looks like a fortress", nell'originale) nelle vicinanze di Abbottabad.

Dopo lunghi mesi di osservazione di quanto avveniva dentro la fortezza, la CIA giunse alla fine di gennaio del 2011 a una certezza ragionevole che nel compound abitasse proprio Osama bin Laden. Il Presidente Obama chiese quindi che gli fossero presentate diverse opzioni su come condurre l'attacco e gliene furono proposte tre: un bombardamento con dei bombardieri B-2, un raid dei Navy SEALs e una soluzione da valutare in accordo con il governo pakistano. Il coinvolgimento del governo locale fu prontamente scartato per via di eventuali difficoltà nel raggiungere un accordo sulle modalità e tra la prima e la seconda opzione fu scelta quest'ultima per ridurre al minimo il numero dei morti non necessari e per avere la certezza del decesso di Osama, il quale avrebbe potuto sopravvivere a un bombardamento senza alcuna possibilità di verifica.

Al momento dell'esecuzione della missione ad Abbottabad questa non si svolse pefettamente secondo quanto programmato, ma dopo che il primo elicottero si schiantò al suolo nelle vicinanze del compound il pilota del secondo decise di abbandonare il "Piano A", che prevedeva di atterrare sul tetto dell'edificio e di entrarvi dall'alto, in favore del "Piano B", che prevedeva invece di atterrare sul prato e di entrare nell'edificio dal basso.

Dopo che la missione si concluse con successo il corpo di Osama fu riconosciuto ufficialmente grazie a un esame del DNA e a quel punto si pose il problema della sepoltura. La Sicurezza Nazionale degli USA chiese la consulenza di alcuni esperti di religione islamica, che spiegarono come il corpo avrebbe dovuto essere sepolto entro 24 ore dopo essere stato opportunamente lavato e dopo che un musulmano avesse recitato delle specifiche preghiere su di esso. La sepoltura in mare era concessa in alcuni casi, per esempio per i morti in nave, e fu scelta questa strada per evitare di dover creare una tomba che potesse essere eletta a santuario dai seguaci di Osama. La stessa soluzione era stata scelta due anni prima per un altro terrorista di Al Qaeda: Saleh Ali Saleh Nabhan.

Bergen chiude il libro con una riflessione su quanto sia stata fallimentare la politica di Osama che scelse di colpire gli USA al cuore allo scopo di ridurne l'influenza nel medio oriente e di rafforzare la propria organizzazione terroristica. Ottenne proprio il risultato opposto: Al Qaeda uscì nettamente ridimensionata e decapitata dalla guerre che seguirono l'11/9 e l'influenza degli USA negli stati islamici dell'Asia è da allora cresciuta enormemente.

Anche noi di Undicisettembre aggiungiamo una nostra riflessione personale. Mentre i complottisti si inventano investigatori con improbabili confronti tra foto sgranate e video di Youtube che nessuno sa quanti cambi di formato e ridimensionamenti abbiano subito, i giornalisti seri come Peter Bergen indagano intervistando i protagonisti di questa storia. E la sua ricostruzione spazza via ogni bizzarra teoria complottista.

Why the World Trade Center collapsed: an interview with Charles Clifton, professor of Civil Engineering at the University of Auckland

by Hammer. An Italian translation is available here.

The collapse of the Twin Towers and of Building 7 at the World Trade Center is one of the most controversial aspects of the events of 9/11. Proponents of conspiracy theories often back their arguments with claims that are apparently precise and scientific but are actually based on superficial and often incorrect knowledge.

To clear the field of these misconceptions, Undicisettembre has interviewed Charles Clifton, associate professor of Civil Engineering at the University of Auckland (New Zealand), who published an independent study on the collapse of the Twin Towers.

As you can read below, Clifton's professional opinion dispels all of the doubts raised by conspiracy theorists regarding the three collapses and makes it very clear that for the experts there is no mystery at all.

We wish to thank Charles Clifton for his kindness and for making himself available for our questions.

Undicisettembre: Hi Charles, thanks for your time and availability. Would you first like to introduce yourself?

Charles Clifton: My background is in performance of steel and composite steel/concrete buildings in severe events, that has been my university background right the way through my career from my Canterbury University undergraduate years, with emphasis on earthquakes. From 1983 to 2007 I was with the New Zealand Heavy Engineering Research Association and since 2008 The University of Auckland.

My areas of expertise are performance of steel buildings in severe earthquakes and severe fires and corrosion of steel.

The combination of the knowledge gained from performance of buildings and earthquakes was very useful for my later research into the performance of buildings in fire. By the time the WTC attacks occurred I'd been involved for ten years very intensively in fire engineering research including developing procedures for allowing composite floors to be put in place safely with supporting beams not insulated against fire, using a failure mechanism I will describe in detail later in regard to the WTC7 failure. That was very helpful in understanding and in analyzing the sequence of events involved in the World Trade Center collapses. We published information very quickly after those attacks to explain to the engineering profession what was likely to have happened to cause the buildings to fail. New Zealand has a performance based building control system which encourages use of Fire Engineering Design and so it was important to understand what had happened and why, in order that we could learn as much as possible from these collapses.

There was an insurance dispute over the payments for the WTC collapses. The insurer initially tried to claim that the collapse of the South Tower caused the collapse of the North Tower and the property developer, who also is a major developer in New Zealand but is originally an Australian company, commissioned a detailed independent investigation into the collapses of WTC1 and WTC 2 to refute the insurer’s contention that the WTC2 collapse precipitated the WTC1 collapse. The consulting engineering company that undertook this investigation published a very short summary of the sequences behind the collapse of the two Towers. This almost exactly matched what I had previously written so I wrote to the Lead Engineer on that investigation, explained who I was and sent copies of what I had written, to show I was contacting them with a genuine interest and for legitimate reasons. He sent back to me a full copy of their report. They gave a lot of information and that allowed me to pack together a fairly detailed package of information and to confirm things that I got right and to make modifications to some of the things that I got wrong.


Undicisettembre: Can you please explain us what caused WTC1 to collapse?

Charles Clifton: Before giving this explanation I've got to give some details of the nature of the construction of the buildings, because that's pivotal for the collapse sequence. WTC1 had a perimeter frame around the four sides of the building that took all the lateral loading; in conjunction with a network of columns in the middle of the building, called the core, that took one half of the vertical loading from the floors. So there was a core in the center and a very stiff and strong box around the outside, and then the floors spanned between the core and the perimeter frame. The core was gravity only, so it was designed to take half of the vertical load of the floors and to provide support for all the services. The perimeter frame was a network of very close steel columns and deep beams to carry the lateral loading and so was extremely stiff and strong in-plane. Both the perimeter frame and the core are supported off each other at intervals up the height of the building by the floors; when you have vertical elements carrying the weight of a building you have to provide lateral support to these at regular intervals to stop them from buckling. Typically this support comes from the floors which are rigid elements that tie the building together, at each floor level.

The whole building was prefabricated in sections. They prefabricated the frames in large elements and bolted and welded them together on site. The floors were basically a two way truss system, very lightweight truss with a lightweight steel deck on top and then lightweight concrete on that. So the floors were basically a two way steel truss system with a concrete topping; they were connected to the core and to the frame with a relatively light angle connection which was site welded; there was a corbel bracket welded onto the columns of the core and the perimeter frame and at each end of the main trusses there was a welded connection between the end of the truss and the column corbel and then there was minimum reinforcement in the floor slab that connected into the frame. The connections were relatively light in the sense that they were designed to carry the vertical loading from the floor into the core and the perimeter frame and to tie the building together under normal conditions. They weren't designed to hold together in the event of severe distortion or overloading; there is no reason why they should have been.

So there was this very light floor construction, very stiff external frame and quite a dense network of columns in the middle: half of the load from the floor goes inward and into the core and the other half goes out into the perimeter frame.

What happened with the World Trade Center 1 is that the plane hit between the 93rd and the 99th floors, flying pretty much level and cut straight though the perimeter frame. The floors offered effectively no resistance to the plane at all and so the core took much of the impact, so the plane destroyed a large chunk of the core immediately at impact and severely weakened the rest of it. There are some cellphone recordings of people who subsequently died, they were trapped at the top of the North Tower, who said that at the moment of the impact the center of the building sank slightly and made getting into the lifts and the stairs impossible immediately. The loads from the upper floors that under normal conditions would have been transmitted to the core had to find another path so they tried to go out to the perimeter frame, this started to increasingly overload the connections between the floors and the perimeter frame; so the floors started to try and hang off to the perimeter frame. The connections started to be overloaded in all of the floors above the impact zone until finally something gave way. Because all of the floors above the impact zone were close to the point of failure it would have taken just one small event to trigger a near simultaneous collapse of each floor. The floors fell down inside the perimeter frames, portions of which remained standing for a few seconds before they collapsed in on top of the void where the floors had been.


Undicisettembre: What do you think about conspiracy theories according to which the upper block could not have enough momentum to make the whole building collapse?

Charles Clifton: From a momentum point of view, if one floor collapses on another in a building, the force that that floor invokes on the floor below is slightly greater than what the floor below is designed to withstand. So if one floor fell into another floor the chances of the first floor causing the second floor to collapse are possible but not particularly likely. But if the second floor is almost on the point of failure when the first falls on it they will both collapse. If you have two floors falling on a third one the ability of the third floor to hold the top two is very low. By the time you have three floors falling on a fourth is just not physically possible for the fourth floor to hold three. So by the time you have twenty floors falling on the intact floors below they will just go straight through.

There were three firemen in the stairs of the North Tower low down that survived the collapse. They said that the collapses sounded first like a loud sort of explosion and then like an out of control train, so they could hear the crunch and this crashing noise getting increasingly faster. The first loud bang could have been the top giving way and then the crunch would have been the mass falling on each floor and destroying them. I cannot guarantee but I'm pretty sure that was the sequence of what the noises were.


Undicisettembre: Can you please explain us what caused WTC2 to collapse?

Charles Clifton: While in the case of WTC1 the fire itself had very little influence on the collapse, it was the weakening of the core leading to the floors hanging in tension and leading to the failure of the building, in the case of the South Tower the fire did play a significant part in the collapse.

What happened there is that the plane hit between the 77th and the 85th floor at the south east corner of the building and it only caused severe damage to the core in the vicinity of the south east corner. Survivors from above the impact region used the stairwell which was the farthest away from the point of impact to escape. However the impact destroyed a large portion of the floors over six or seven levels. The debris from the plane and the office contents were pushed up towards the north east corner and started a severe fire. There were reports of molten steel but in fact it would have been either molten aluminum which is 660 degrees centigrade or potentially lead from storage batteries but not steel, which melts at over 1600 degrees. The fire itself would have gotten to over 1000 degrees, a typical fire in an office does get to over 1000 degrees; fires in offices are usually much hotter than most people think. Failure of individual steel elements in a fire starts at around 550 degrees but whole buildings in steel can get much hotter, without failure, as testing has shown.

In 1995 in Cardington in the UK researchers built, inside a large test facility, an eight story steel frame building and set a series of increasingly severe fires in the building to determine what would happen. In the last of those fires they tried to generate the most severe fire possible with the design fire load for an office and managed to get the air temperature to 1200 degrees centigrade. The floor above it was not protected and sunk significantly but held together and fulfilled its role as a stable floor, and the steel members in that floor reached over 1100 degrees centigrade. So things get much hotter in a fire than most people realize.

In the impact region on World Trade Center 1 the maximum temperature reached by the fire wouldn't have been higher than 450 degrees centigrade, at that temperature steel is just starting to weaken but the core was so heavily damaged by the impact that any weakening at all would have been very detrimental.

In World Trade Center 2 the fires would have reached the full fire severity you get in an office and it would have been over 1000 degrees very easily and that's hot enough to melt quite a few metals that go into computers and to melt aluminum of the window frames. Steel itself still maintains some degree of strength at 1200 degrees and doesn't melt until it gets to 1600 degrees. So there's no question that any steel melted in the buildings. Something that looked like molten metal was seen at the World Trade Center 2 from the north east corner and that may have been the window frames melting.


Undicisettembre: In an article we wrote several years ago we made the hypothesis that since at that floor there were big Uninterruptible Power Supply batteries maybe the glowing fountain was also made of molten lead from the batteries.

Charles Clifton: Yes, you could be right, that is more likely than the window frames. Lead melts at a lower temperature than aluminum and it would explain the localized source of this relatively large quantity of molten metal. All I am certain of there is that it wasn’t steel.

The initial impact had destroyed in the south east corner and along the east side some six levels of floors. Since vertical elements of the building, walls and columns, rely on the floor for lateral support now the area on the eastern side of the building lost lateral support for six consecutive floors and at the same time it was affected by severe fire. Also the core in that corner was weakened, transferring the load from the floors above to the perimeter frame. Finally, the perimeter frame along the Eastern side failed in an elastic buckling mode over some six stories.

This elastic buckling failure caused the top of the Tower to tilt. As soon as the top tilted, the connections between the floors and the walls were torn apart, there's no way those connection could withstand any degree of tilt. So as soon as the top starts to tilt the floors above detached and came up loose and started to fall down and then you have the same sequence as in the North Tower, except that some of the top fell outside the line of the perimeter frames on the East side.

So the initiating mode for World Trade Center 2 was an elastic buckling failure along the whole eastern side of the building. There was another characteristic of the building that made it vulnerable, if you look at the building you see that that dense network of columns didn't extend around the corners, the corners actually had quite large windows. If you take a shoebox and put a lid on it and twist it it, the sides that come into the lid try to move past each other. If you take a square hollow section and cut a slot in it, so it's still square and hollow but now it has a cut on on one side, and then you twist it the two sides move past each other. It's called shear lag effect. If you tie buildings with perimeter frames together at the corner you get extra stiffness, but generate very high internal actions at the corners. You either have to tie the two sides together very robustly or you keep them separate and allow them to move relatively to each other. In this case, the perimeter frame didn't need the extra stiffness of tying the frames together but keeping the frame separate and having windows on the corners gave the most valuable office space to rent, because these are corner offices with the best view.

This meant that the east frame was not tied back to the north or south frames at the corners, making it vulnerable to collapse when the floors were destroyed by the impact at the south end of this frame and the floor to frame system degraded by fire at the north end. The loss of lateral support from the floors initiated the buckling collapse.


Undicisettembre: What do you think of conspiracy theories which claim that once the upper block started tipping over it should have kept rotating and this proves that the towers were intentionally demolished with explosives?

Charles Clifton: That's physically impossible because of the very limited strength of the floor to frame and floor to core connections. To rotate as a rigid body floors had to remain rigidly attached to the frame and to the core and there's no way that that could happen. Those connections were never designed to handle anything like that, as soon as the top started to rotate the floors were torn straight out.


Undicisettembre: Can you please explain us what caused WTC7 to collapse?

Charles Clifton: The collapse of World Trade Center 7 is the most complicated by far, it needs a bit more of explanation of the construction of the building. In World Trade Center 1 and 2, the floors were a very lightweight two way truss system. This was very innovative for its time and even now. World Trade Center 7 was a much more conventional composite floor with a concrete slab on a steel deck and supported on a network of steel beams and girders. These beams and girders were structurally tied into the concrete slab with shear connectors, which are headed steel rods that are welded into the top of the steel beam and embedded in the concrete slab and prevent slip between the slab and the steel beam.

So you put the network of steel beams up, then you lie the decking down and then you weld shear studs through the decking to connect the decking to the beams. And then you pour concrete over the whole thing and when the concrete hardens around the shear studs, the concrete and the decking and the beams are combined together into what we call a composite floor system.

The decking is very light weight and designed to carry the wet load of the concrete during construction at a relatively short distance between the supporting beams, so you have a network of beams at typically three meters (10 foot) centers and they support the decking. And those beams frame on to bigger beams, typically at right angles, so they carry the load on to the columns and down to the ground. We call the closely spaced beams “secondary beams” or “beams” and the beams they span on to “primary beams” or “girders”. “Beams” and “girders” is the North American terminology and I will use it for the rest of this discussion. So you have a network of beams and then they span on to girders that carry the load down into the columns. The load path used in design is slab to beam to girder to column.

The WTC7 building, as you know, was not rectangular, it extended out on the north side, so the core was not in the middle of the building. On the North side between the core and the North edge of the building there were three very big interior girders, that spanned on to very large columns. This line of three girders carried approximately ¼ of the total floor area on each floor. And those girders had a network of beams coming in from each side. Normally beams span onto girders at close to right angles on each side. So, when you have a girder in the middle of the building, you have a series of beams coming from the right and a series of beams coming from the left; so the girder is effectively held in position in plan by the beams. In the case of World Trade Center 7, the very large girder that fell off its connection and initiated the final failure sequence had beams coming in from the left side at nearly 90 degrees, but on the right side the beams changed orientation and came into the girder almost parallel to it. So in effect these very large interior girders had beams framing in from one side only. However, all the other interior girders had beams coming in from close to right angles on both sides. Because of the unusual orientation of this girder relative to the beams, the girder was non-composite to the floor slab and did not have any connecting shear studs into the concrete slab.

Normally we use bolted connections for the end connections to these beams and girders. These are called “simple” or “shear” connections in that they are designed to carry vertical loads only between the beams/girders and the columns and they are designed to be quite rotationally flexible. When you put load on a beam, it sags between supports and the ends rotate. With simple connections you want to make sure that that rotation doesn't introduce moments into the columns, as this increases the design demands on the columns. What they did for those girders, because the vertical load to be carried from the girder into the column at the girder ends was so high, instead of using a normal bolted connection they used a heavy corbel coming out from the column and they set the beam onto the corbel. And that connection was used for the three very large girders that each supported this very large area of floor.

The other thing I have to talk about is tensile membrane action, as in my opinion it was an important mechanism in explaining the final collapse sequence of WTC7. If you take a piece of thin A4 cardboard, such as the backing on a writing pad, and support it on two pencils (in engineering terms these are roller supports), one at each end, and then put a weight in the middle of it (such as a rubber) it will sag down onto the desk under the rubber; but if you take two more pencils and you lay them along the other two sides that you haven't initially supported, so that all 4 sides are now supported by pencils (roller supports), and you put the same weight on it you'll find out it won't sag to the desk; in fact it will hardly deflect at all. To make it sag to the desk when all four sides are supported you will have to increase the weight by some 10 to 15 times. Floors usually are designed for one way action, but when you build it you actually have a two way system, so floors usually can carry much more weight than they are designed for under large deflection. In a fire or when you have loss of internal supporting columns but the edges of the floor are effectively supported against downwards movement you generate this extra reserve of strength, which increases with increasing deflection until something finally breaks and leads to collapse. It is called tensile membrane action and it greatly increases the load carrying capacity of the floors in a severe fire.

Another way of visualizing this action: For instance, you have a lot of domed buildings in Italy where you have a compression dome and then a ring beam around the outside the dome to stop the dome from collapsing. If you turn the dome upside down and you replace stone with something that can carry tension and you replace the ring beam with something than can carry compression, then you have tensile membrane action. Structurally it's the inverse of the dome.

A composite floor system behaves like that on fire, if you leave the beams unprotected but you support the four sides you can get very large increases in fire resistance from what you'd get from a standard one way spanning system.

That's vital in my opinion to explaining why World Trade Center 7 collapsed uniformly over its whole length.

The final point needed to explain the WTC7 collapse is the use of transfer members in that building. Most of the times in a building, the columns are in the same position in plan from the top to the bottom and so carry the accumulated compression loads down the columns to the ground. You don't want to have to change the position of a column in plan because that's structurally very expensive, as you need very stiff and strong beams or trusses to carry the high column loads across to the new supporting columns. These are called transfer members. What happened when they built World Trade Center 7 is that there was an existing electricity substation that supplies power to lower Manhattan and that substation had to be kept operational throughout the construction and subsequently. Elements of that substation were in the position where columns in the core should have gone, so they had to build these transfer members to take the weight from those columns and transfer it across the substation and down into the ground on each side. Those transfer members were very big beams or trusses, they were massive systems.

In 1988 there was a fire in a building in Los Angeles, it was the First Interstate Bank, some 60 stories high, and the first thing the fire did there was to cut the electricity into the building, so the emergency pumps had no diesel that kept them working so the Fire Service personnel had to manually supply the diesel to the building pumps. So after that, they commissioned a review in America to the emergency systems and put multiple levels of redundancy to the fuel supply to make sure this didn't happen again.

So what happened with the substation in WTC7 is that after the attacks it was destroyed but the fuel supply system continued to operate and fed fuel into the fires at substation level. These fires burned for some seven or eight hours, and would have progressively weakened at least some of the transfer members. There is supporting eyewitness accounts that say that there was damage to the core in the interval between the Twin Towers' collapses and World Trade Center 7 collapse.

So on the basis that the core was progressively damaged following the WTC 1 collapse, the final collapse sequence was initiated by the girder spanning between columns 79 and 44 that fell off its corbel seat either at level 12 or level 13. It was pushed off to to the west as the fire came around the North East corner of the building and heated all the secondary beams on the north side where they spanned into the girder at a right angle. Now, normally a beam or a girder cannot be pushed around in a fire like this because it would be connected by shear studs into the decking; and for an internal girder if it was pushed on one side the beams on the other side would stop it from moving sideways; but in this case you had girders with beams coming at right angles on one side but with no corresponding beams on the other side. Also, as mentioned above, there was no shear studs connecting the girder to the floor slab, so it could be pushed sideways relative to the slab.

So it was pushed around on its corbel. Probably, while it was being heated it would also have been pushed into the column as it expanded on heating, while at the same time deflecting downwards, but as the fire started to burn out and cool down in that region the now deflected girder would start to cool down and reduce in length. This would have led to its falling off the corbel and initiating the collapse. There are eyewitness accounts of noises that corroborate the collapse beginning at the point. What happened then is these girders fell off their corbels, collapsing the floors around these three big columns that supported in total about a third of the floor area, and the collapse starts moving across towards the core. As these columns fail, the floors at the top of the building progressively loose internal support, while the perimeter frame remains intact and the connections of the floors to the frame are much more robust than they were in the Twin Towers, because the WTC7 connections were standard composite beam to column connections. So those floors start to resist the loading from the progressive loss of internal support by tensile membrane action, with increasing load being carried by the outer perimeter frame.

There was a penthouse at the top of WTC7 that was observed to disappear from sight some thirty seconds before the final collapse. This was caused by downwards deflection of the top floor away from the perimeter frame. This would have generated increasing tensile membrane action occurring over the full extent of the building with the perimeter frames acting as the vertical supports. It would have involved vertical deformation of two to three meters in the interior regions of the floors and that would have been enough for the Penthouse to disappear from view from below, but with the whole system remaining temporarily stable in the increasingly deformed state. Meanwhile, the collapse progressed across the building internally taking out the core and progressively dropping support to the perimeter frame with the top floors hanging increasingly in tensile membrane tension across the whole building. Finally the perimeter frame failed in the lower levels (probably around the levels 12 or 13 where the initial interior girder collapse occurred) due to loss of lateral support. So then the building drops down uniformly as observed. The difference between WTC7 and the top of WTC2 is the much greater robustness of the floor system and floor to perimeter frame connections, which allowed tensile membrane action to develop in WTC7 when it couldn’t develop in WTC1 or WTC2 due to the weakness of the floor to perimeter frame connections.

Basically the perimeter frame finally gave way down at the lower levels of the building (probably around level 12 to 13, where the initial girder off supports occurred), causing the whole building to come straight down.

There is still an unanswered question on WTC7 in my opinion, which was that when the girder in the North East corner fell off its corbel and initiated the final collapse sequence, why did the core not constrain the collapse to the east side of the building? The first theory was that the fires in the substation beneath the core weakened the core and triggered the collapse but the NIST report states that didn’t happen, based on the observed amount and intensity of smoke released from the base of the building during the interval those fires were burning. However, computer simulations with the core intact don’t generate the final observed collapse sequence. I think the NIST report is wrong in this regard and that those substation fires did cause a progressive failure in the core, so that when the gravity system failed on the north east side and put more load suddenly into the core, it gave way at the lower levels. The two way strength of the slab would then have temporarily supported the upper floors off the perimeter frame long enough for a complete failure to occur at the lower levels both internally and externally, causing the building to drop straight down. This two way strength of composite slabs is now being recognized and designed for in fire and is very large compared with the traditional one way load path mechanisms assumed in design.


Undicisettembre: What do you think about conspiracy theories that claim that the collapse of WTC7 was too fast to be caused by fire and damages from the previous collapses?

Charles Clifton: I've heard this theory and it puzzles me why they say that. Once the floors start to fall or the frame collapse occurs, the collapse will occur rapidly. The speed of the collapse is consistent with that collapse sequence, so it's not unreasonably fast.


Undicisettembre: Generally speaking, is it possible to distinguish a natural collapse from a controlled demolition based on the time the building takes to collapse completely?

Charles Clifton: No, it's not. If the collapse sequence follows the same sequence it would follow in case of a demolition that the time has to be same.


Undicisettembre: What happens to unprotected steel buildings in case of fire?

Charles Clifton: That's a very interesting question! Basically it depends on the type of building and how severe the fire is. If you protect the columns and have unprotected beams supporting the floors and the whole building has been designed for robustness (ability to sustain large deformations) in case of earthquakes (we call that ductility), the building would remain standing in a severe fire. In the Towers, the fire protection was removed from many columns in the impact region and they weren't designed for ductility on earthquakes as there was no reason why they should have been. The system used to connect the floors to the frames and the walls was a non ductile connection that cannot sustain being overloaded or plastically deformed. We use a similar floor called Speedfloor here, which is a light truss, but the connection between the trusses and the supporting system is designed for robustness in both earthquake and fire through additional reinforcement in the slab back into the supporting structure.

In the World Trade Center building they would have had no reason to do that. Even if there would have been an earthquake in the area, the buildings were so high and so flexible that they would have remained elastic during an earthquake. So there was no need to design those connections for ductility and it would have added quite an extra cost to the building.

In the new World Trade Center tower they put ductility in it but it's probably doubled the cost of the building. You can argue it's an overkill and I don’t expect that the level of robustness in the Freedom Tower will become standard practice in high rise buildings. However, I expect that additional ductility will become standard practice worldwide for these buildings – we do this in New Zealand for earthquake and fire. This ductility is imparted through design and detailing and is well established in our Standards for seismic design, as it is in the codes and standards of all most seismically active countries. We are implementing this year formal requirements for “fire ductile” detailing in a new Composite Standard under development.


Undicisettembre: Conspiracy theorists keep demanding to "see the math" that proves that buildings can collapse and can do so as rapidly and completely as we saw on 9/11. Is there a mathematical formula (or a set of formulas, or laws of physics) that explains, at least in principle, the collapse of buildings? Or to rephrase, how would you answer such a request?

Charles Clifton: I'm sure the answer is “No there isn't”. It depends totally on the structural system of the building and on the kind of damage and how the building reacts to the damage. The very different collapse mechanisms of WTC1, WTC2 and WTC7 are good examples of this variability.


Undicisettembre: Are conspiracy theories popular in New Zealand?

Charles Clifton: No, they are not. Richard Gage came to New Zealand for a speaking tour. I couldn't go to his presentation due to other commitments but he got very little publicity, little credit and not much following. As far as I am aware there is not a serious group of WTC conspiracy theorists in New Zealand.

Perché crollò il World Trade Center: intervista con Charles Clifton, professore di Ingegneria Civile alla University of Auckland

di Hammer. L'originale inglese è disponibile qui.

Il crollo delle Torri del World Trade Center e dell'edificio numero 7 è uno degli aspetti più controversi dei fatti dell'11/9. I sostenitori delle teorie del complotto portano spesso, a favore delle proprie posizioni, asserzioni dalla parvenza precisa e scientifica che invece si basano su conoscenze approssimative e spesso errate.

Per sgombrare il campo da ogni errore, Undicisettembre ha intervistato il professore associato di Ingegneria Civile Charles Clifton, University of Auckland (Nuova Zelanda), il quale in passato ha pubblicato un proprio studio indipendente sul crollo delle Torri Gemelle.

Come potete leggere di seguito, il parere professionale di Clifton chiarisce ogni dubbio sollevato dai complottisti sui tre crolli e chiarisce che per gli esperti non esiste alcun mistero.

Ringraziamo Charles Clifton per la sua cortesia e disponibilità.

Undicisettembre: Ciao Charles, grazie per il tuo tempo e la tua disponibilità. Ti va come prima cosa di presentarti?

Charles Clifton: Il mio background è nello studio del comportamento degli edifici in acciaio e compositi in acciaio e cemento in caso di eventi gravi. Questo è stato il mio background universitario per tutta la mia carriera, sin dagli anni precedenti alla laurea alla Canterbury University, con particolare enfasi sui terremoti. Dal 1983 al 2007 sono stato membro della New Zealand Heavy Engineering Research Association e dal 2008 sono alla University of Auckland.

I settori nei quali sono più esperto sono il comportamento degli edifici in acciaio in caso di terremoti e incendi violenti e la corrosione dell'acciaio.

La conoscenza combinata che ho acquisito dal comportamento degli edifici e dai terremoti mi è stata molto utile per le mie ricerche successive sul comportamento degli edifici in caso di incendio. Quando accaddero gli attacchi al WTC avevo dieci anni di intensa esperienza nella ricerca sull'ingegneria degli incendi; fra le altre cose avevo sviluppato procedure per consentire di posare in sicurezza solette miste con travi portanti prive di isolamento ignifugo, usando un meccanismo di rottura che descriverò in dettaglio in seguito in relazione al crollo del WTC7. Questo fu molto utile nel capire e analizzare la sequenza degli eventi coinvolti nei crolli del World Trade Center. Pubblicammo delle informazioni molto rapidamente dopo gli attacchi per spiegare alla comunità degli ingegneri cosa fosse probabilmente successo per far crollare gli edifici. La Nuova Zelanda ha un sistema di controllo del comportamento degli edifici che incoraggia l'uso del Fire Engineering Design (progettazione secondo i criteri dell'ingegneria degli incendi) e quindi era importante capire cosa era successo e perché, in modo che potessimo imparare il più possibile dai quei crolli.

Ci fu una contesa sull'assicurazione riguardo agli indennizzi per i crolli del WTC. La compagnia assicuratrice dapprima tentò di sostenere che il crollo della Torre Sud avesse causato il crollo della Torre Nord e l'imprenditore immobiliare, che è un grande costruttore anche in Nuova Zelanda anche se la società ha origini australiane, commissionò un'investigazione indipendente dettagliata sui crolli del WTC1 e del WTC 2 per confutare l'argomentazione della compagnia assicuratrice che il crollo del WTC2 avesse innescato il crollo del WTC1. La società di consulenza ingegneristica che svolse quest'indagine pubblicò una sintesi molto breve delle sequenze che portarono al crollo delle due torri. Questa sintesi combaciava quasi completamente con quello che avevo scritto io in precedenza, per cui scrissi all'Ingegnere Capo dell'investigazione, gli spiegai chi ero e gli mandai copie di ciò che avevo scritto, per dimostrargli che gli stavo scrivendo con interesse sincero e per motivi validi. Mi rispose mandandomi una copia integrale del loro rapporto. Mi diedero molte informazioni che mi consentirono di mettere insieme un pacchetto d'informazioni abbastanza dettagliato, di confermare ciò che avevo azzeccato e di correggere ciò che avevo sbagliato.


Undicisettembre: Puoi spiegarci cosa causò il crollo del WTC1?

Charles Clifton: Prima di dare questa spiegazione devo fornire alcuni dettagli sulla natura della costruzione degli edifici, perché è fondamentale per la sequenza di crollo. Il WTC1 aveva una struttura a intelaiatura perimetrale sui quattro lati che sosteneva tutto il carico laterale; insieme a una maglia di colonne al centro dell'edificio, chiamato il core (nucleo), che sosteneva metà del carico verticale dai solai. Quindi c'era il core al centro e c'era una scatola molto robusta e rigida intorno all'esterno, e poi c'erano i solai che si estendevano fra il core e l'intelaiatura perimetrale. Il core serviva soltanto per i carichi gravitazionali, quindi era progettato per reggere metà del carico verticale dei solai e per fornire supporto a tutti i servizi. L'intelaiatura perimetrale era una maglia di colonne d'acciaio molto vicine e di travi profonde che portavano il carico laterale e quindi era estremamente robusta e rigida nel piano geometrico. L'intelaiatura perimetrale e il core si sostenevano a vicenda a intervalli regolari tramite i solai per tutta l'altezza dell'edificio; quando hai elementi verticali che reggono il carico di un edificio, devi dare a questi sostegno laterale a intervalli regolari per evitare che si deformino. Di solito questo supporto è dato dai solai, che sono elementi rigidi che legano insieme l'edificio a ogni piano.

L'intero edificio era prefabbricato a sezioni. Prefabbricavano le intelaiature in grossi elementi e poi li imbullonavano e saldavano insieme sul posto. I solai erano fondamentalmente sistemi a doppia travatura, travature molto leggere con sopra una lamiera d'acciaio leggera e poi del calcestruzzo leggero. Quindi i solai erano fondamentalmente un sistema a doppia travatura in acciaio ricoperto di calcestruzzo; erano connessi al core e all'intelaiatura esterna con una connessione angolare relativamente leggera che era saldata in loco; c'era un beccatello saldato alle colonne del core e all'intelaiatura perimetrale, e a ogni estremità delle travature principali c'era una connessione saldata tra l'estremità della travatura e il beccatello della colonna e poi c'era un minimo rinforzo nel solaio che si collegava all'intelaiatura. Le connessioni erano relativamente leggere, nel senso che erano progettate per trasferire il carico verticale dal solaio al core e all'intelaiatura perimetrale e per legare insieme l'edificio in condizioni normali. Non erano progettate per reggere in caso di gravi distorsioni o sovraccarichi; non c'è motivo per cui avrebbero dovuto esserlo.

Quindi c'era questa struttura con solai molto leggeri, con un'intelaiatura esterna molto rigida e una maglia piuttosto fitta di colonne al centro; metà del carico dal solaio andava verso l'interno e nel core e la seconda metà andava verso l'intelaiatura perimetrale.

Ciò che successe al World Trade Center 1 è che l'aereo colpì tra il 93° e il 99° piano, volando praticamente orizzontale, e tagliò di netto l'intelaiatura perimetrale, trapassandola. I solai non offrirono in pratica alcuna resistenza all'aereo e così il core subì gran parte dell'impatto; quindi l'aereo distrusse una grossa parte del core immediatamente, all'impatto, e ne indebolì fortemente il resto. Ci sono alcune registrazioni di chiamate dai cellulari di persone che poi sono morte ed erano intrappolate nella parte più alta della Torre Nord: dissero che al momento dell'impatto il centro dell'edificio si abbassò leggermente e rese impossibile fin da subito usare gli ascensori e le scale. Il carico dai piani superiori, che in condizioni normali sarebbe stato trasmesso al core, dovette trovare un altro percorso e fu trasferito all'intelaiatura perimetrale: questo iniziò a sovraccaricare sempre più le connessioni tra i solai e l'intelaiatura perimetrale, e così i solai iniziarono a tentare di farsi reggere a sbalzo dall'intelaiatura perimetrale. Le connessioni iniziarono a essere sovraccaricate a tutti i piani sopra alla zone d'impatto finché qualcosa cedette. Siccome tutti i piani sopra la zona dell'impatto erano prossimi alla rottura, sarebbe bastato un solo piccolo evento a innescare il collasso quasi simultaneo di ciascun piano. I piani caddero all'interno dell'intelaiatura perimetrale e alcune porzioni di quest'intelaiatura rimasero in piedi per alcuni secondi prima di collassare verso l'interno e sopra lo spazio dove prima c'erano i solai.


Undicisettembre: Cosa pensi delle teorie del complotto secondo le quali il blocco superiore non poteva avere sufficiente quantità di moto per far crollare l'intero edificio?

Charles Clifton: Dal punto di vista della quantità di moto, se un piano collassa su un altro in un edificio, la forza che quel piano applica su quello sottostante è leggermente superiore a quella che il piano inferiore è progettato per reggere. Quindi se un piano crolla su un altro è possibile che ne causi il crollo, ma ciò non è particolarmente probabile. Ma se il secondo piano è già sul punto di cedere quando il primo dei piani cade su di esso, crolleranno entrambi. Se poi due piani crollano su un terzo, la capacità del terzo di reggere gli altri due è estremamente bassa. Se hai tre piani che crollano su un quarto, è fisicamente impossibile che il quarto piano regga gli altri tre. Quindi quando arrivi ad avere venti piani che crollano sui piani integri sottostanti, quei venti piani li trapasseranno completamente.

Tre pompieri che erano nelle scale della Torre Nord in basso sopravvissero al crollo. Hanno detto che i crolli sembravano dapprima una specie di forte esplosione e poi un treno fuori controllo: quindi furono in grado di udire la frantumazione e poi questo rumore di stritolamento che diventava sempre più veloce. Il primo boato può essere stato prodotto dal cedimento della sommità e poi il suono di stritolamento poteva essere prodotto dalla massa che cadeva sui singoli piani e li distruggeva. Non posso garantirlo, ma sono piuttosto sicuro che fu questa la sequenza delle cause dei rumori.


Undicisettembre: Puoi spiegarci per favore cosa causò il crollo del WTC2?

Charles Clifton: Mentre nel caso del WTC1 l'incendio in sé ebbe poca influenza sul collasso, perché fu l'indebolimento del core a mettere in tensione e sospensione i solai, portando al cedimento dell'edificio, nel caso della Torre Sud l'incendio ebbe un ruolo sostanziale nel collasso.

Ciò che accadde qui è che l'aereo colpì tra il 77° e l'85° piano, nell'angolo a sud-est, e causò un danno grave al core soltanto nelle vicinanze di quest'angolo. I sopravvissuti che venivano da sopra la zona d'impatto usarono la scala che era più lontana dal punto d'impatto per scappare. Tuttavia l'impatto distrusse una grossa parte dei solai su sei o sette piani. I detriti dell'aereo e il contenuto degli uffici furono spinti in su, verso l'angolo a nord-est, e innescarono un incendio violento. Vi furono segnalazioni di acciaio fuso, ma in realtà si sarebbe trattato di alluminio, che fonde a 660 °C, o anche piombo dalle batterie dei gruppi di continuità, non di acciaio, che fonde a oltre 1600 °C. L'incendio vero e proprio avrebbe superato i 1000 °C; un tipico incendio in un ufficio arriva a oltre 1000 °C, e gli incendi negli uffici di norma sono molto più caldi di quanto comunemente si pensi. I singoli elementi in acciaio iniziano a cedere a circa 550 °C, ma un edificio intero in acciaio può reggere temperature molto più alte senza cedere, come dimostrato dai test.

Nel 1995 a Cardington, nel Regno Unito, dei ricercatori crearono all'interno di una grossa area di test un edificio con struttura in acciaio di otto piani e vi appiccarono una serie di incendi via via più violenti per vedere cosa sarebbe successo. Nell'ultimo di questi incendi provarono a generare l'incendio più violento possibile sulla base del carico infiammabile di progetto di un ufficio e riuscirono a portare la temperatura dell'aria a oltre 1200 °C. Il solaio al di sopra dell'incendio non era protetto e sprofondò in modo significativo, ma resse e continuò a svolgere il proprio ruolo di solaio stabile: le parti in acciaio di quel piano arrivarono a 1100 °C. Quindi gli oggetti coinvolti in un incendio si scaldano molto più di quanto si pensi comunemente.

Nella zona d'impatto del World Trade Center 1 la temperatura massima raggiunta dall'incendio non può aver superato i 450 °C; a quella temperatura l'acciaio inizia appena ad indebolirsi, ma il core era così gravemente danneggiato dall'impatto che qualunque indebolimento avrebbe avuto un effetto fortemente negativo.

Nel World Trade Center 2 gli incendi avrebbero raggiunto la massima intensità che si possa raggiungere in un ufficio e avrebbero superato i 1000 °C molto facilmente; questo è sufficiente a fondere alcuni metalli che si trovano nei computer e l'alluminio degli infissi delle finestre. L'acciaio mantiene un certo grado di resistenza a 1200 °C e non fonde fino a 1600 °C. Quindi è da escludere che negli edifici si sia fuso dell'acciaio. Qualcosa che sembrava metallo fuso fu visto colare dall'angolo a nord-est al World Trade Center 2 e può essersi trattato degli infissi delle finestre che fondevano.


Undicisettembre: In un articolo che abbiamo scritto molti anni fa abbiamo ipotizzato che siccome a quel piano c'erano grossi gruppi di continuità la colata incandescente protesse essere costituita anche dal piombo fuso delle batterie.

Charles Clifton: Sì, potrebbe essere giusto, è più probabile rispetto agli infissi delle finestre. Il piombo fonde a una temperatura più bassa dell'alluminio e spiegherebbe perché la colata di questa quantità relativamente abbondante di metallo fuso fosse localizzata. Tutto quello di cui sono sicuro è che non fosse acciaio.

L'impatto iniziale distrusse circa sei piani nell'angolo a sud-est e lungo il lato orientale. Poiché gli elementi verticali dell'edificio, i muri e le colonne, dipendono dai solai per il sostegno laterale, l'area sul lato orientale perse il sostegno laterale per sei piani consecutivi e al contempo fu interessata da un violento incendio. Anche il core in quell'angolo fu indebolito, trasferendo il carico dai piani sovrastanti all'intelaiatura perimetrale. Alla fine l'intelaiatura perimetrale lungo il lato orientale cedette per deformazione elastica su oltre sei piani.

Questo cedimento per deformazione elastica fece sì che la sommità della Torre si inclinasse. Appena la sommità si inclinò, le connessioni tra i solai e le pareti furono strappate; quelle connessioni non potevano reggere alcun livello di inclinazione. Quindi appena la sommità iniziò a inclinarsi i solai soprastanti iniziarono a staccarsi e a cadere e da qui la sequenza è la stessa della Torre Nord, ad eccezione del fatto che parte della sommità cadde al di fuori della pianta dell'intelaiatura perimetrale sul lato orientale.

Quindi la modalità d'innesco per il World Trade Center 2 fu un cedimento per deformazione elastica lungo tutto il lato orientale dell'edificio. C'era un altra caratteristica dell'edificio che lo rendeva vulnerabile: se lo guardi, noti che la fitta maglia di colonne non si estendeva attorno agli angoli ma invece gli angoli avevano ampie finestre. Se prendi una scatola da scarpe e ci poni sopra un coperchio e applichi una torsione, i lati che entrano nel coperchio tentano di scivolare l'uno rispetto all'altro. Se prendi un tubo a sezione quadrata e gli tagli dentro una fenditura, in modo che resti quadrato e cavo ma abbia un taglio su un lato, e poi gli applichi una torsione, i due lati slittano l'uno rispetto all'altro. Si chiama shear lag effect (effetto di ritardo da taglio). Se vincoli un edificio con intelaiatura perimetrale anche agli angoli ottieni maggiore rigidezza, ma questo genera forti sollecitazioni interne agli angoli. Devi collegare i due lati in modo molto robusto oppure lasciarli separati e liberi di muoversi l'uno rispetto all'altro. In questo caso l'intelaiatura perimetrale non aveva bisogno della rigidezza aggiuntiva data da collegamenti agli angoli, e inoltre tenere separata l'intelaiatura, lasciando finestre agli angoli, offriva lo spazio affittabile di maggior valore, perché agli angoli c'erano gli uffici con la vista migliore.

Questo significa che l'intelaiatura orientale non era collegata a quella nord o a quella sud agli angoli, rendendola vulnerabile al collasso quando i piani furono distrutti dall'impatto all'estremità meridionale di quest'intelaiatura e la connessione tra l'intelaiatura e i solai fu indebolita dagli incendi sul lato nord. La perdita di sostegno laterale da parte dei solai innescò il cedimento per deformazione.


Undicisettembre: Cosa pensi delle teorie del complotto che affermano che una volta che il blocco superiore iniziò a ruotare avrebbe dovuto continuare a farlo e che questo proverebbe che le torri furono demolite intenzionalmente con esplosivi?

Charles Clifton: È fisicamente impossibile, per via della resistenza molto limitata delle connessioni dei solai con l'intelaiatura esterna e con il core. Per ruotare rigidamente come corpo unico, i solai avrebbero dovuto rimanere solidamente attaccati all'intelaiatura e al core e questo era impossibile. Quelle connessioni non erano state progettate per reggere nulla del genere; appena la sommità iniziò a ruotare le solette furono strappate via.


Undicisettembre: Ci puoi spiegare cosa causò il crollo del WTC7?

Charles Clifton: Il crollo del World Trade Center 7 è di gran lunga il più complesso da spiegare e necessita di una maggiore spiegazione di come era costruito l'edificio. Nel World Trade Center 1 e 2, i solai erano un sistema leggero a travatura bidirezionale. Era molto innovativo all'epoca e lo è ancora adesso. Il World Trade Center 7 era un edificio a solai compositi molto più convenzionale, con uno strato di calcestruzzo su una superficie in acciaio sorretta da una maglia di travi principali e secondarie. Queste travi primarie e secondarie erano strutturalmente legate al massetto di calcestruzzo con connettori a taglio: barre d'acciaio intestate e saldate nella parte superiore della trave d'acciaio e annegate nel massetto di calcestruzzo a impedire scorrimenti tra il massetto e la trave d'acciaio.

Quindi prima si colloca una maglia di travi d'acciaio, poi si posano le lastre e poi si saldano alle lastre dei bulloni a taglio per collegare le lastre alle travi. Quindi si versa il calcestruzzo sull'intera struttura e quando il calcestruzzo si indurisce attorno ai bulloni a taglio il calcestruzzo e le travi sono unite in ciò che si chiama solaio composito.

Le lastre sono molto leggere e progettate per reggere il peso del calcestruzzo bagnato durante la costruzione con una distanza relativamente breve tra le travi portanti, quindi c'è una maglia di travi con interassi di norma di tre metri che sostengono le lastre. Queste travi sono collegate a travi più grandi, di norma ad angolo retto, così che possano trasferire il peso alle colonne e poi a terra. Le travi ravvicinate sono definite travi secondarie o travetti e si collegano a travi primarie. Userò questa terminologia per il resto di questa trattazione. Quindi c'è una maglia di travi secondarie che si collegano a travi primarie che portano il peso alle colonne. Il percorso dei carichi usato nella progettazione porta dalla lastra alla trave secondaria alla trave primaria alla colonna.

Come sai, il WTC7 non era rettangolare ma si allargava verso nord, quindi il core non era al centro dell'edificio. Sul lato nord, tra il core e l'estremità settentrionale dell'edificio c'erano tre travi primarie interne molti grandi, che erano collegate a grandi colonne. Questa fila di tre colonne reggeva circa un quarto della superficie complessiva di ogni piano. E quelle travi primarie avevano una maglia di travi secondarie che arrivavano da ciascun lato. Normalmente le travi secondarie si collegano a quelle primarie praticamente ad angolo retto su ogni lato. In questo modo, quando c'è una trave primaria nel centro dell'edificio, c'è una serie di travi secondarie che vengono da destra e una che viene da sinistra; quindi la trave primaria è di fatto tenuta in posizione, in una vista in pianta, dalle travi secondarie. Nel caso del World Trade Center 7, la grossa trave primaria che si svincolò e innescò la sequenza finale di collasso aveva travi secondarie che arrivavano da sinistra circa a 90 gradi, ma sul lato destro le travi secondarie cambiavano orientamento e arrivavano quasi parallele alla trave primaria. Quindi di fatto queste grandi travi primarie interne avevano travi secondarie collegate solo da un lato. Invece tutte le altre travi primarie interne avevano travi secondarie che arrivavano ad angolo sostanzialmente retto da ambo i lati. Per via dell'orientamento insolito di questa trave primaria in relazione alle travi secondarie, la trave primaria non era collegata al solaio e non aveva nessuna connessione a taglio con il massetto di calcestruzzo.

Di solito le travi primarie e quelle secondarie sono collegate alle estremità tramite bulloni. Vengono chiamate connessioni “semplici” o “a taglio” perché sono progettate per reggere soltanto i carichi verticali tra le travi (sia primarie che secondarie) e le colonne e per essere piuttosto flessibili alla rotazione. Quando carichi una trave, si inflette tra i supporti e le estremità ruotano. Con le connessioni semplici ci si assicura che la rotazione non introduca momenti nelle colonne, perché questo aumenterebbe i requisiti progettuali delle colonne. Per queste travi, dato che il carico verticale da trasferire dalla trave primaria alla colonna alle estremità della trave era così elevato, usarono, invece di usare una normale connessione a bulloni, una mensola massiccia che sporgeva dalla colonna e collegarono la trave a questa mensola. Questo tipo di connessione fu usato per le tre grandi travi primarie che reggevano questa grande area di solaio.

L'altra cosa che devo spiegare è l'effetto membrana (tensile membrane action), perché a mio avviso si tratta di un meccanismo importante per spiegare la sequenza di collasso finale del WTC7. Se prendi un pezzo di cartoncino in formato A4, per esempio il retro di un blocco per appunti, e lo reggi con due matite (in termini ingegneristici si tratta di supporti a rullo), mettendo una matita a ciascuna estremità, e poi piazzi un peso in mezzo (per esempio una gomma), il cartoncino s'infletterà verso la scrivania al di sotto della gomma. Ma se prendi altre due matite e le disponi lungo gli altri due lati che inizialmente non hai sorretto, in modo che ora tutti e quattro i lati siano sorretti da matite (supporti a rullo), e ci metti lo stesso peso, scopri che il cartoncino non s'inflette verso la scrivania; anzi, praticamente non s'inflette affatto.

Per farlo inflettere verso la scrivania quando tutti e quattro i lati sono sorretti, devi aumentare il peso di dieci o quindici volte. Di solito i solai sono progettati per sollecitazioni unidirezionali, ma quando li costruisci hai in realtà un sistema bidirezionale, per cui i solai possono solitamente reggere un peso molto superiore a quello di progetto con un'inflessione molto significativa. In un incendio, oppure quando vengono a mancare colonne di sostegno interne ma i bordi del solaio sono efficacemente sorretti contro il movimento verso il basso, si genera questa riserva supplementare di resistenza, che aumenta all'aumentare dell'inflessione fino a che qualcosa cede e porta al collasso. Questo si chiama effetto membrana e aumenta moltissimo la capacità di carico dei solai durante un incendio violento.

Un altro modo per spiegare questo effetto: per esempio, in Italia avete molti edifici a cupola, nei quali avete una cupola che lavora per compressione e poi una trave anulare che circonda l'esterno della cupola per impedirne il collasso. Se si rovescia la cupola e si sostituisce la pietra con un materiale che possa sopportare tensioni, e se si sostituisce la trave anulare con qualcosa che possa sopportare compressione, allora si ha un effetto membrana. In termini strutturali è l'inverso di una cupola.

Un sistema a solaio composito si comporta in questo modo in caso d'incendio: se lasci senza protezioni le travi ma sorreggi i quattro lati, puoi ottenere grandi aumenti della resistenza agli incendi rispetto a quello che otterresti con un sistema standard a campate unidirezionali.

Questo, secondo me, è fondamentale per spiegare perché il World Trade Center 7 collassò in maniera uniforme su tutta la propria lunghezza.

Il concetto finale necessario per spiegare il collasso del WTC7 è il suo uso di elementi di trasferimento. Di solito in un edificio le colonne si trovano nello stesso punto, se viste in pianta, dalla sommità fino alla base e quindi trasmettono i carichi di compressione accumulati lungo le colonne e fino a terra. Non è desiderabile spostare la posizione in pianta di una colonna, perché in termini strutturali è molto costoso, dato che si rendono necessarie travi o travature molto rigide e robuste per trasmettere lateralmente i carichi elevati delle colonne fino alle nuove colonne di sostegno. Questi sono gli elementi di trasferimento. Quello che accadde quando costruirono il World Trade Center 7 fu che c'era una sottostazione della rete elettrica che fornisce energia a parte di Manhattan, e questa sottostazione doveva restare operativa per tutta la durata dei lavori di costruzione e anche in seguito. Alcuni elementi di questa sottostazione si trovavano nei punti nei quali si sarebbero dovute collocare delle colonne del core, per cui fu necessario costruire questi elementi di trasferimento per prendere il peso da quelle colonne e trasferirlo orizzontalmente lungo la sottostazione e fino al suolo su ciascun lato. Quegli elementi di trasferimento erano travi o travature molto grandi; erano sistemi enormi.

Nel 1988 ci fu un incendio in un edificio a Los Angeles, la First Interstate Bank, alto circa 60 piani. La prima cosa che fece l'incendio fu togliere alimentazione elettrica all'edificio, per cui le pompe d'emergenza non avevano carburante diesel per tenerle in funzione. Così i vigili del fuoco dovettero rifornire manualmente di carburante le pompe dell'edificio. In seguito a questo evento, negli Stati Uniti fu commissionato un riesame dei sistemi d'emergenza e furono introdotti livelli multipli di ridondanza nell'alimentazione di carburante per evitare che accadesse di nuovo.

Dopo gli attacchi, la sottostazione nel WTC7 fu distrutta, ma il sistema di alimentazione del carburante continuò a funzionare e rifornì di combustibile gli incendi al livello della sottostazione. Questi incendi bruciarono per sette o otto ore e avrebbero indebolito progressivamente almeno alcuni degli elementi di trasferimenti. Ci sono testimonianze oculari secondo le quali c'erano danni al core nell'intervallo fra i crolli delle Torri Gemelle e quello del World Trade Center 7.

Pertanto, presumendo che il core fu danneggiato progressivamente dopo il crollo del WTC 1, la sequenza di collasso finale fu innescata dalla trave principale che si estendeva fra le colonne 79 e 44: si svincolò dalla mensola che la alloggiava al livello 12 o 13. Fu sospinta verso ovest quando l'incendio migrò intorno all'angolo nord orientale dell'edificio e scaldò tutte le travi secondarie sul lato nord, dove si innestavano nelle travi primarie ad angolo retto. Normalmente una trave primaria o secondaria non può essere sospinta in un incendio in questo modo, perché è collegata da perni a taglio alle lastre del solaio; e nel caso di una trave principale interna, se venisse spinta su un lato, le travi dall'altro lato le impedirebbero di muoversi lateralmente. Ma in questo caso avevamo travi principali che avevano travi secondarie innestate ad angolo retto su un lato ma senza travi secondarie corrispondenti sul lato opposto. Inoltre, come già accennato, non c'erano perni a taglio che collegavano la trave principale al solaio e quindi la trave poteva essere sospinta lateralmente rispetto al massetto.

E così fu spinta sulla propria mensola. Probabilmente, mentre veniva scaldata, fu anche spinta verso la colonna a causa della dilatazione termica e intanto si insellò; ma quando l'incendio in quella zona iniziò a spegnersi e a raffreddarsi, la trave principale, ormai piegata, iniziò a raffreddarsi e a contrarsi in lunghezza. Questo l'avrebbe fatta cadere dalla mensola, innescando il collasso. Ci sono testimonianze dirette di rumori che confermano che il collasso iniziò a questo punto. Queste travi, insomma, caddero dalle proprie mensole, facendo collassare i solai intorno a queste tre grandi colonne, che reggevano in totale circa un terzo dell'area dei solai, e il collasso iniziò a propagarsi attraverso l'edificio, verso il core. Man mano che queste colonne cedevano, i solai in cima all'edificio persero progressivamente il sostegno interno, mentre l'intelaiatura perimetrale restava intatta, e i collegamenti dei solai all'intelaiatura erano molto più robusti che nelle Torri Gemelle, perché le connessioni del WTC7 erano connessioni standard composite fra trave e colonna. E così questi solai iniziarono a resistere al carico generato dalla perdita progressiva di sostegno interno, lavorando per effetto membrana, e il carico crescente veniva retto dall'intelaiatura perimetrale esterna.

In cima al WTC7 c'era un vano tecnico che fu visto scomparire una trentina di secondi prima del collasso finale. Questa scomparsa fu causata dalla deflessione verso il basso del solaio all'ultimo piano, che si allontanò dall'intelaiatura perimetrale. Questo avrebbe prodotto un effetto membrana d'intensità crescente su tutto l'edificio: le intelaiature perimetrali avrebbero svolto il ruolo dei supporti verticali. Questo avrebbe comportato una deformazione verticale di due o tre metri nelle zone interne dei solai, e questo sarebbe stato sufficiente a far scomparire il vano tecnico dalla vista dal basso, mantenendo però l'intero sistema temporaneamente stabile in uno stato sempre più deformato. Nel frattempo il collasso si propagò all'interno dell'edificio, eliminando il core e togliendo progressivamente il sostegno all'intelaiatura perimetrale, con i solai superiori sempre più a sbalzo, con effetto membrana, in tutto l'edificio. Alla fine l'intelaiatura perimetrale cedette ai piani inferiori (probabilmente al piano 12 o 13, dove si era verificato il cedimento iniziale della trave interna) a causa della perdita del supporto laterale. A quel punto l'edificio cadde uniformemente, come osservato. La differenza fra il WTC7 e la parte sommitale del WTC2 sta nella robustezza molto superiore del sistema di solai e delle connessioni fra solai e intelaiatura perimetrale, che consentì all'effetto membrana di svilupparsi nel WTC7 ma non nel WTC1 o WTC2 a causa della debolezza delle connessioni fra solai e intelaiatura perimetrale.

Fondamentalmente, l'intelaiatura perimetrale alla fine cedette ai piani più bassi dell'edificio (probabilmente intorno ai livelli 12 e 13, dove era avvenuto lo stacco iniziale della trave primaria dai supporti), facendo cadere verticalmente l'intero edificio.

A mio parere c'è ancora una domanda senza risposta che riguarda il WTC7: quando la trave principale nell'angolo nord-est si svincolò dalla propria mensola e innescò la sequenza di collasso finale, come mai il core non limitò il collasso al lato est dell'edificio? La prima teoria fu che gli incendi nella sottostazione, sotto il core, avevano indebolito il core stesso e innescato il collasso, ma il rapporto del NIST dichiara che non andò così, sulla base dell'entità e quantità osservata del fumo emesso dalla base dell'edificio nel periodo nel quale ardevano questi incendi. Tuttavia le simulazioni al computer nelle quali il core era intatto non generano la sequenza di collasso finale osservata. Credo che il rapporto NIST sia in errore su questo punto e che quegli incendi nelle sottostazioni causarono un cedimento progressive nel core, per cui quando cedette il sistema gravitazionale sul lato nord-est, applicando di colpo un carico maggiore al core, cedette ai livelli inferiori. La resistenza bidirezionale del solaio sostenne poi temporaneamente i piani superiori tramite l'intelaiatura perimetrale abbastanza a lungo da consentire un cedimento completo ai piani inferiori, sia internamente sia esternamente, facendo crollare l'edificio in verticale. Questa resistenza bidirezionale dei solai compositi viene oggi riconosciuta e se ne tiene conto progettualmente per gli incendi, ed è molto grande rispetto ai meccanismi unidirezionali tradizionali per il percorso del carico che vengono assunti in sede di progettazione.


Undicisettembre: Cosa ne pensi delle tesi di complotto secondo le quali il crollo del WTC7 fu troppo rapido per essere stato causato dagli incendi e dai danni prodotti dai crolli precedenti?

Charles Clifton: Ne ho sentito parlare e non capisco perché dicano queste cose. Una volta che i solai cominciano a cadere o si verifica il cedimento dell'intelaiatura, il crollo avverrà rapidamente. La rapidità del crollo è coerente con quella sequenza di collasso, per cui il crollo non è affatto assurdamente rapido.


Undicisettembre: In termini generali, è possibile distinguere un crollo naturale da una demolizione controllata basandosi sul tempo impiegato dall'edificio per crollare completamente?

Charles Clifton: No. Se la sequenza di collasso è la stessa, ne consegue che in caso di demolizione il tempo sarebbe identico.


Undicisettembre: Cosa succede agli edifici in acciaio privi di protezione in caso d'incendio?

Charles Clifton: È una domanda molto interessante! Fondamentalmente dipende dal tipo di edificio e dalla gravità dell'incendio. Se si proteggono le colonne ma non le travi che reggono i solai e l'intero edificio è stato progettato prediligendo la robustezza (la capacità di sopportare grandi deformazioni) in caso di terremoti (noi la chiamiamo duttilità), l'edificio resterebbe in piedi in caso di grande incendio. Nelle Torri la protezione antincendio fu rimossa da molte colonne nella zona d'impatto, e il progetto non prediligeva la duttilità sismica, dato che non c'era motivo di farlo. Il sistema usato per collegare i solai alle intelaiature e alle pareti era una connessione non duttile, incapace di sopportare sovraccarichi o deformazioni plastiche. Qui noi usiamo un solaio analogo, denominato Speedfloor, che è una travatura leggera, ma la connessione tra le travature e il sistema di sostegno è progettata privilegiando la robustezza in caso di incendi e di terremoti mediante un rinforzo supplementare nel massetto che lo collega alla struttura di sostegno.

Negli edifici del World Trade Center non c'era motivo di adottare questo sistema. Anche se si fosse verificato un terremoto nella zona, gli edifici erano così alti e flessibili che sarebbero rimasti elastici durante un sisma. Quindi non c'era bisogno di progettare questi collegamenti dando priorità alla duttilità: avrebbe aggiunto un costo supplementare non trascurabile.

Nella torre del nuovo World Trade Center hanno introdotto la duttilità, ma probabilmente questo ha raddoppiato il costo dell'edificio. Si può argomentare che è una scelta di prudenza eccessiva e non mi aspetto che il livello di robustezza presente nella Freedom Tower diventerà la norma negli edifici alti. Tuttavia mi aspetto che una maggiore duttilità diventi standard in tutto il mondo per questi edifici: lo facciamo in Nuova Zelanda per i terremoti e gli incendi. Questa duttilità viene impartita tramite la progettazione e lo sviluppo dei dettagli, ed è ben consolidata nelle nostre normative per la progettazione antisismica, così come lo è nelle norme e negli standard di tutti i paesi più sismicamente attivi. Quest'anno implementeremo dei requisiti formali per lo sviluppo di dettagli “duttili in caso d'incendio” in un nuovo Standard Combinato che è in fase di sviluppo.


Undicisettembre: I sostenitori delle tesi di complotto continuano a chiedere di “vedere i calcoli” che dimostrano che gli edifici possono crollare e possono farlo così rapidamente e completamente come abbiamo visto l'11/9. Esiste una formula matematica (o un insieme di formule o leggi fisiche) che spiega, almeno in linea di principio, il crollo degli edifici? O per dirla diversamente, lei come risponderebbe a una richiesta del genere?

Charles Clifton: Sono certo che la risposta è “No, non esiste”. Dipende completamente dal sistema strutturale dell'edificio e dal tipo di danni e da come l'edificio reagisce ai danni. I meccanismi di collasso molto dissimili del WTC1, WTC2 e WTC7 sono buoni esempi di questa variabilità.


Undicisettembre: Le tesi di complotto sono diffuse in Nuova Zelanda?

Charles Clifton: No. Richard Gage è venuto in Nuova Zelanda per un giro di conferenze. Non mi è stato possibile andare a vedere la sua presentazione a causa di altri impegni, ma ha ottenuto ben poca pubblicità, poco credito e pochi seguaci. Per quel che ne so, non esiste un gruppo serio di complottisti del WTC in Nuova Zelanda.