Fatti

Parti e procedimento: Le ricorrenti sono una società di costruzioni turca (attrice 1) e una società di costruzioni iraniana (attrice 2, costituita il 12 giugno 2010). Le convenute sono una figlia iraniana di uno sviluppatore controllato dallo Stato (convenuta 1) e una banca statale iraniana (convenuta 2). Il 5 aprile 2017 le attrici hanno avviato un procedimento arbitrale con un valore litigioso di USD 150 mio. Il tribunale arbitrale con sede a Ginevra (PCA Case No. 2018-01) con lodo del 2 luglio 2019 si è dichiarato incompetente; l'arbitro designato dall'attrice ha espresso una dissenting opinion. Le attrici propongono ricorso in materia civile ai sensi degli art. 190-192 LDIP.

Fatti: Nell'ambito dell'iraniano '[F.] Housing Plan' del 2007 è stato elaborato il '[G.] Construction Project'. Il 14 aprile 2010 la [A.] Group, la convenuta 1 e la convenuta 2 hanno sottoscritto il 'Trilateral Agreement' concernente la costruzione di 20'000 unità abitative. Era controverso se l'attrice 1 fosse diventata parte contrattuale.

Clausola compromissoria controversa (art. 4): La clausola riprende quasi letteralmente l'art. 11 dell'accordo bilaterale per la protezione degli investimenti Turchia-Iran del 1996 (ISA 1996) e rinvia a un tribunale arbitrale ad hoc secondo il regolamento UNCITRAL per le controversie tra uno Stato contraente e investitori dell'altro Stato.

Storia dei negoziati: La convenuta 1 ha dapprima proposto una clausola compromissoria interna in Iran, che la parte turca ha respinto. La parte turca (rappresentante [H.] , con formazione giuridica) ha proposto una clausola compromissoria internazionale con sede al di fuori dell'Iran, che la convenuta 1 ha rifiutato. Infine la convenuta 1 ha imposto la formulazione dell'art. 4, presentandola come vincolante. La parte turca ha tentato senza successo di adeguare la clausola alle controversie derivanti dal Trilateral Agreement.

Svolgimento del procedimento arbitrale: Le convenute hanno sollevato in via principale l'eccezione di incompetenza. Le parti hanno concordato i Terms of Appointment con sottoposizione alle UNCITRAL Arbitration Rules (2010). Il procedimento è stato limitato alle questioni di competenza e di ammissibilità. Il 22 ottobre 2018 si è svolta a Parigi un'udienza con audizione delle parti e assunzione di testimonianze.

Conclusioni davanti al Tribunale federale: Le ricorrenti chiedono l'annullamento del lodo, l'accertamento della competenza del tribunale arbitrale per le controversie tra l'attrice 2 e le convenute derivanti dal Trilateral Agreement, nonché il rinvio per quanto concerne l'attrice 1 e le spese. Le convenute chiedono di non entrare nel merito, in subordine il rigetto. Il tribunale arbitrale ha rinunciato a presentare osservazioni.

Diritto

Ammissibilità e oggetto dell'esame: Il Tribunale federale rileva che la decisione finale sulla competenza è impugnabile ai sensi dell'art. 190 cpv. 2 LDIP, la sede è a Ginevra e nessuna parte ha domicilio o sede in Svizzera (art. 176 LDIP). Le convenute hanno sostenuto che l'art. 4 cpv. 5 e 6 della clausola compromissoria escluderebbe l'impugnazione ai sensi dell'art. 192 LDIP; questa obiezione è respinta, poiché occorre dapprima esaminare la validità della convenzione arbitrale, che è controversa. Il ricorso ha in linea di principio natura cassatoria (art. 77 LTF), ma il Tribunale federale può accertare esso stesso la competenza. Sono esaminate soltanto le censure motivate elencate in modo esaustivo nell'art. 190 cpv. 2 LDIP; la critica appellatoria è inammissibile (art. 77 cpv. 3 LTF).

Vincolo ai fatti: Il Tribunale federale è vincolato agli accertamenti di fatto del tribunale arbitrale (art. 105 cpv. 1 LTF; art. 77 cpv. 2 LTF esclude rettifica e completamento). Un esame libero degli accertamenti di fatto anche nell'ambito della competenza non è possibile; la giurisprudenza più antica (DTF 117 II 94, 120 II 155) non modifica tale conclusione. Le ricorrenti lamentano a torto un'interpretazione oggettivata anziché soggettiva; la considerazione nella decisione sulle spese riguarda soltanto il comportamento processuale delle attrici.

Interpretazione soggettiva e oggettivata della clausola compromissoria: La validità della convenzione arbitrale è retta dall'art. 178 cpv. 2 LDIP; il tribunale arbitrale ha applicato il diritto svizzero, circostanza accettata concordemente dalle parti. Determinante è anzitutto la volontà effettiva concordante delle parti (interpretazione soggettiva), che si fonda sull'apprezzamento delle prove e può essere riesaminata dal Tribunale federale solo in misura limitata (DTF 142 III 239 consid. 5.2.1). Solo quando non è accertabile una volontà effettiva si procede all'interpretazione oggettivata secondo il principio della fiducia (art. 18 cpv. 1 CO). Il tribunale arbitrale ha…