science >> Wetenschap > >> anders

Zal de scheve toren van Pisa ooit vallen?

Wat brengt de toekomst voor onze favoriete kanteltoren? Zie meer beroemde bezienswaardigheden foto's. Franco Origlia/Getty Images

De toren van Pisa staat al zo lang scheef - bijna 840 jaar - dat het normaal is om aan te nemen dat hij de zwaartekracht voor altijd zal trotseren. Maar het beroemde bouwwerk dreigt bijna in te storten sinds de eerste steen werd gelegd.

Het begon te leunen kort nadat de bouw in 1173 was begonnen. De bouwers hadden pas de derde van de geplande acht verdiepingen van de toren bereikt toen de fundering ongelijk begon te zakken op zachte grond bestaande uit modder, zand en klei. Als resultaat, de structuur iets naar het noorden vermeld. Arbeiders probeerden dit te compenseren door de kolommen en bogen van de derde verdieping aan de zinkende noordkant iets hoger te maken. Ze gingen toen naar de vierde verdieping, alleen om zonder werk te komen te zitten toen politieke onrust de bouw stopte.

De toren stond bijna 100 jaar onafgewerkt, maar het was nog niet klaar met verhuizen. Bodem onder de fundering bleef ongelijkmatig zakken, en tegen de tijd dat het werk in 1272 werd hervat, de toren kantelde naar het zuiden - de richting waarin hij vandaag nog steeds leunt. Ingenieurs probeerden nog een aanpassing te maken, deze keer in het vijfde verhaal, alleen om hun werk opnieuw te onderbreken in 1278 met slechts zeven verdiepingen voltooid.

Helaas, het gebouw bleef zich vestigen, soms in een alarmerend tempo. De hellingsgraad was het sterkst in het begin van de 14e eeuw, hoewel dit stadsambtenaren of de torenontwerpers er niet van weerhield om verder te gaan met de bouw. Eindelijk, tussen 1360 en 1370, arbeiders hebben het project voltooid, nogmaals proberen de helling te corrigeren door de achtste verdieping te kantelen, met zijn klokkenkamer, noordwaarts.

Tegen de tijd dat Galileo Galilei in de late 16e eeuw een kanonskogel en een musketkogel van de top van de toren zou hebben laten vallen, het was ongeveer 3 graden verticaal verschoven. Zorgvuldige controle, echter, begon pas in 1911. Deze metingen onthulden een verrassende realiteit:de top van de toren bewoog met een snelheid van ongeveer 1,2 millimeter (0,05 inch) per jaar.

In 1935, ingenieurs maakten zich zorgen dat overtollig water onder de fundering het oriëntatiepunt zou verzwakken en het verval zou versnellen. Om de basis van de toren af te dichten, arbeiders boorden een netwerk van schuine gaten in de fundering en vulden deze vervolgens met een cementvoegmengsel. Ze hebben het probleem alleen maar erger gemaakt. De toren begon nog steiler te hellen. Ze zorgden er ook voor dat toekomstige conserveringsteams voorzichtiger werden, hoewel verschillende ingenieurs en metselaars de toren bestudeerden, voorgestelde oplossingen en probeerde het monument te stabiliseren met verschillende soorten schoren en versterkingen.

Geen van deze maatregelen slaagde, en langzaam, door de jaren heen, de structuur bereikte een helling van 5,5 graden. Vervolgens, in 1989, een soortgelijk gebouwde klokkentoren in Pavia, Noord-Italië, plotseling instortte.

Leunend op een nieuw plan voor Pisa

Ambtenaren waren zo bezorgd dat de toren van Pisa hetzelfde lot zou ondergaan als de ingestorte toren in Pavia, dat ze het monument voor het publiek sloten. Een jaar later, ze verzamelden een internationaal team om te zien of de toren van de rand kon worden teruggebracht.

John Burland, een specialist in grondmechanica van het Imperial College London, was een belangrijk lid van het team. Hij vroeg zich af of het extraheren van grond onder de noordelijke fundering van de toren de toren weer verticaal zou kunnen trekken. Om de vraag te beantwoorden, hij en andere teamleden voerden computermodellen en simulaties uit om te zien of een dergelijk plan zou kunnen werken. Na analyse van de gegevens besloten ze dat de oplossing inderdaad haalbaar was.

Gewapend met een plan, arbeiders gingen naar de locatie en wikkelden stalen banden rond het eerste niveau om te voorkomen dat de steen zou breken. Volgende, ze plaatsten 750 ton (827 ton) loden gewichten aan de noordkant van de toren. Daarna goten ze een nieuwe betonnen ring rond de voet van de toren, waaraan ze een reeks kabels verankerden die ver onder het oppervlak waren verankerd. Eindelijk, met behulp van een boor met een diameter van 200 millimeter (7,9 inch), ze bogen onder de fundering. Elke keer dat ze de boor verwijderden, ze namen een klein deel van de grond weg - slechts 15 tot 20 liter (4 tot 5 gallons). Toen de grond werd verwijderd, de grond erboven vestigde zich. Deze actie, gecombineerd met de druk die door de kabels wordt uitgeoefend, trok de toren in de tegenovergestelde richting van zijn helling. Ze herhaalden dit op 41 verschillende locaties, over meerdere jaren, voortdurend hun voortgang meten.

Tegen 2001, het team had de helling van de toren met 44 centimeter verminderd, genoeg om ambtenaren het vertrouwen te geven dat ze het monument voor het publiek zouden kunnen heropenen. Zelfs nadat het boren was gestopt, de toren bleef rechtzetten tot, in mei 2008, sensoren detecteerden geen beweging meer. Dan, de toren had nog eens 4 centimeter van zijn magerheid verloren en leek niet in direct gevaar te verkeren.

De acties van Burland en zijn team kunnen, theoretisch, stabiliseren van de structuur permanent. De echte dreiging komt nu van het metselwerk zelf, vooral het materiaal in de lagere verdiepingen, waar de meeste krachten, veroorzaakt door het eeuwenlange leunen, zijn gericht. Als iets van dit metselwerk afbrokkelde, de toren kan instorten. En zelfs een kleine aardbeving in de regio kan verwoestende gevolgen hebben.

Ondanks deze mogelijke problemen, ingenieurs verwachten dat de beroemde structuur nog minstens 200 jaar stabiel zal blijven. Dan, een andere tussenkomst kan nodig zijn, maar de technologie die beschikbaar is om verbeteringen aan te brengen, zou veel geavanceerder kunnen zijn en de toren nog 800 jaar kunnen behouden.

Geen Lone Leaner

De toren van Pisa is misschien wel het beroemdste scheve bouwwerk, maar het is zeker niet uniek. De zachte bodem van Pisa heeft problemen veroorzaakt voor andere torens, inclusief de nabijgelegen Campanile (of klokkentoren) van San Nicola en de Campanile van San Michele degli Scalzi. Dan zijn er de torens Asinelli en Garisenda in Bologna, Italië, en de drie pagodes bij Dali, China. Maar het is de scheve toren van Suurhusen, Duitsland, die nu het record heeft als de toren met de grootste helling -- 5,19 graden. De Duitse toren kreeg de twijfelachtige eer alleen omdat restauratiewerkzaamheden de helling van het meest erkende monument van Pisa verminderden.

Oorspronkelijk gepubliceerd:16 maart, 2011

Scheve Toren van Pisa Veelgestelde vragen

Wat zorgde ervoor dat de scheve toren van Pisa scheef stond?

Architecten merkten de lichte helling op in de jaren 1170 na de voltooiing van de eerste drie verdiepingen. De magerheid is te wijten aan een oneffen ondergrond op een zachte ondergrond.

Gaat de scheve toren van Pisa vallen?

Experts op het gebied van architectuur en civiele techniek zijn van mening dat de scheve toren van Pisa, ook al lijkt het alsof het op het punt staat te vallen, blijft voor onbepaalde tijd rechtop staan.

Waarom valt de scheve toren van Pisa niet?

De scheve toren van Pisa zal niet vallen vanwege iets dat dynamische bodem-structuurinteractie wordt genoemd, die de relatie beschrijft tussen de zachtheid van de grond en de hoogte en stijfheid van de toren.

Kun je de scheve toren van Pisa binnengaan?

Ja, vanaf 2021, bezoekers kunnen 30 minuten naar binnen in de scheve toren van Pisa na het kopen van een kaartje voor ongeveer € 18.

Waarom repareren ze de scheve toren van Pisa niet?

De helling werd met een halve graad gecorrigeerd nadat de funderingswerkzaamheden tussen 1990 en 2001 waren voltooid, om het nog minstens 200 jaar te stabiliseren. De helling van de toren heeft hem iconisch gemaakt en het volledig corrigeren ervan kan meer schade aanrichten.

Veel meer informatie

Meer geweldige links

Reisgids voor de New York Times Pisa
Fodor's Reisgidsen:Pisa

bronnen

Alfred, Randy. "Scheve toren van Pisa heropent met nieuwe hoek." Bedrade. Deze dag in de techniek. 15 december 2010. (22 februari, 2011) http://www.wired.com/thisdayintech/2010/12/1215leaning-tower-pisa-reopens/
Hannigan, Chris. "Scheve gebouwen." Google Sightseeing. 4 februari 2010. (22 februari, 2011)http://googlesightseeing.com/2010/02/leaning-buildings/
Heiniger, Paolo. "De scheve toren van Pisa." Wetenschappelijke Amerikaan. december 1995.
Kunzig, Robert. "Antigraviteit in Pisa." Ontdek Tijdschrift. 8 augustus 2001. (22 februari, 2011) http://discovermagazine.com/2000/aug/featpisa/?searchterm=leaning%20tower%20of%20pisa
"Scheve Toren van Pisa." Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica, 2011. (22 februari, 2011)
Moseman, Andreas. "Uitdagers claimen de scheve titel van Pisa." 29 augustus 2008. (22 februari, 2011) http://blogs.discovermagazine.com/discoblog/2008/08/29/challengers-lay-claim-to-pisas-leaning-title/
National Geographic-staf. "Vollop doorgedraaid." NGM Blog Centraal. 19 aug. 2009. (22 februari, 2011) http://blogs.ngm.com/blog_central/2009/08/full-tilt-.html NOVA.
"Val van de scheve toren." NOVA Online. 5 oktober 1999. (22 februari, 2011) http://www.pbs.org/wgbh/nova/pisa/
Slim, Alastair. "Het 800-jarige mysterie van de scheve toren van Pisa oplossen." De Telegraaf. 28 juli 2010. (22 februari, 2011) http://www.telegraph.co.uk/culture/art/architecture/7907298/Solving-the-800-year-mystery-of-Pisas-Leaning-Tower.html