Megaestruturas inteligentes: a engenharia dos novos arranha-céus

(Fonte da imagem: Reprodução/Flickr)

Você já parou para se perguntar como um prédio de mais de 100 andares é construído? Como é de se esperar, usar a tecnologia que é empregada em edifícios menores para erguer arranha-céus de quase 1 km de altura não funciona e poderia resultar em desastres monumentais.

O problema é que existem várias forças atuando sobre esses edifícios e, conforme a altura, isso fica ainda mais crítico. As megaestruturas inteligentes são edifícios e construções que podem se adaptar sozinhos a diversos desastres com o mínimo de dano.

Para conseguir fazer um prédio dessas proporções, é preciso calcular cada detalhe: o formato do edifício para que ele absorva o impacto do vento, os materiais usados, as saídas de emergência, o tipo de tecnologia empregado para combater eventos de acordo com a geografia do lugar etc.

Perigos do dia a dia e desastres naturais

Burj Khalifa, em Dubai, o maior edifício do mundo (Fonte da imagem: Flickr/Chusico)

Para uma construção normal, a maior parte dos acontecimentos do dia a dia não chega a afetar a estrutura do prédio ou da casa. Porém em um edifício de proporções tão grandes quanto as do Burj Khalifa (imagem acima), por exemplo, existem perigos extras que precisam ser levados em conta, como o vento.

Não estamos falando de um vento forte como um furacão — mas sim um vento normal do dia a dia! Esse fenômeno tão natural e praticamente inofensivo para casas e prédios de alturas mais baixas é algo que poderia ser a causa de um acidente sem precedentes, caso os engenheiros não se preocupassem durante a construção de um desses megaedifícios.

O Taipei 101 é o segundo edifício mais alto do mundo (Fonte da imagem: Flickr/Ryk)

Sem a resistência dos prédios ao redor, a parte de cima de um arranha-céu sofre com ventos muito mais fortes. Além disso, por não ter um ponto de apoio fixo no topo, ele pode balançar vários metros para os lados ou, em casos extremos, quebrar e simplesmente cair no meio da cidade.

A engenharia tem evoluído bastante a ponto de conseguir superar até os maiores desafios — que, em uma construção de porte tão grande, também são imensos. Conheça algumas soluções inteligentes apontadas para driblar os perigos do dia a dia e conseguir também mais segurança para áreas de riscos que sofrem com desastres naturais.

Shanghei World Financial Center e o buraco característico no seu topo (Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia)

No Brasil é muito raro que ventos fortes cheguem a se tornar furacões, mas isso não quer dizer que não existam desastres relacionados a esse evento natural. Se aqui as ventanias já causam estragos, imagine o que aconteceria em áreas de risco se as construções não fossem preparadas para isso?

Ventos fortes que podem balançar prédios

Como já dito anteriormente, os prédios mais altos sofrem bastante com esse tipo de fenômeno e podem causar desastres de engenharia se as medidas corretas não forem tomadas. A forma do prédio, a estrutura e grandes projetos internos contam bastante para evitar que os ventos sejam “cruéis” com esses arranha-céus.

O formato e a dimensão dos andares combatem o vento de maneira aerodinâmica (Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia)

O Burj Khalifa, em Dubai, é o prédio mais alto do mundo (160 andares e altura de 828 metros) e os seus engenheiros precisaram arranjar soluções de vários tipos para lidar com o vento. Por exemplo, o formato dos andares, com três pontas para os lados e uma base mais larga (como a figura acima mostra), é bastante aerodinâmico e serve para “enganar o vento”.

Nem sempre o uso de materiais mais resistentes e densos é recomendado. É necessário deixar que o prédio realmente balance um pouco e tenha certa flexibilidade para que ele possa suportar melhor os ventos. O Taipei 101 (localizado em Taiwan, com 101 andares em 509,2 metros), por exemplo, possui uma esfera imensa pendurada na parte de dentro do topo, que serve para contrabalancear e amortecer o movimento do vento.

Essa esfera no topo do Taipei 101 serve como amortecedor e contrapeso para o vento (Fonte da imagem: Flickr/Paul Blair)

Essa esfera balança cerca de 35 cm a cada sete segundos, algo que é considerado mínimo e imperceptível perto do tamanho deste arranha-céu. Esse movimento é contrário ao do vento e, desta forma, acaba amortecendo o balanço para todos os lados. Em caso de furacões, a esfera possui um sistema de segurança com pistões para não balançar mais do que a média.

Evacuação de pessoas em caso de fogo e outros desastres

O vento está longe de ser o único perigo para essas megaestruturas: qualquer desastre ou perigo é maior quando você está a quase 1 km de altura (como é o caso do Burj Khalifa). Se, por exemplo, alguma parte do prédio pegar fogo, como pode ser feita a evacuação de todas as pessoas mesmo nos andares mais altos?

Descer de escada (que é o que acontece em prédios de altura normal) não é uma alternativa válida, então os especialistas precisam pensar em outras soluções. A primeira delas é que todos os elevadores possuem vedação especial contra fogo e água e geradores exclusivos, permitindo que eles sejam usados mesmo em casos extremos.

Andares especiais no Burj Khalifa para o descanso e espera em caso de desastres (Fonte da imagem: Reprodução/Business Week)

Se você preferir ir de escada ou se os elevadores estiverem muito cheios, existem andares especiais a cada 25 pisos, que servem de refúgio para descanso ou mesmo para esperar socorro. Esses andares estão presentes na maior parte dos grandes arranha-céus e são pressurizados (como a cabine de um avião), completamente à prova de fogo e climatizados, prontos para abrigar quem estiver precisando descansar.

Se você está se perguntando por que então os andares não são todos como estes, a resposta é simples: eles são extremamente pesados. Um prédio da altura do Burj Khalifa jamais seria erguido com pisos totalmente à prova de fogo, já que o concreto usado é muito mais denso e inviabilizaria o processo física e financeiramente.

Outros edifícios preparados para combater a natureza

US Bank Tower, ao centro (Fonte da imagem: Reprodução/Wikimedia)

Apesar de não serem tão altos ou famosos quanto o Burj Khalifa e o Taipei 101, outros arranha-céus também possuem tecnologias e maneiras de driblar a natureza. O US Bank Tower de Los Angeles (310 metros de altura), por exemplo, possui resistência a terremotos de até 8,3 pontos. Ele possui dois andares especiais (a partir do 53º) que neutralizam a força do vento e de tremores.

Em Kuala Lumpur, as torres Petronas Twin Towers (378 metros de altura) possuem uma ponte no 41º e no 42º andar, ligando um prédio ao outro. Para evitar problemas causados por ventos ou terremotos, elas são fixadas aos edifícios por dobradiças e rolamentos totalmente flexíveis dos dois lados.

Detalhe da ponte entre as Petronas Twin Towers (Fonte da imagem: Flickr/Mike Villiger)

Dessa forma, se os prédios balançarem em direções opostas com o vento ou durante tempestades mais fortes, a ponte se mantém fixa e neutraliza o movimento de forma que as pessoas que estiverem passando por lá no momento sintam o menor desconforto possível. Na verdade, apesar de ser flexível, não é possível detectar movimentos fortes na ponte entre Petronas Twin Towers.

O Shanghai World Financial Center (492 metros de altura), construído na China, possui uma característica marcante na sua estrutura: um enorme buraco em forma de trapézio no topo do edifício. Além da estética, esse buraco — combinado com a estrutura única do edifício — ajuda a proteger o prédio contra o perigo dos fortes ventos.

Para combater o vento, é melhor deixar ele passar (Fonte da imagem: Flickr/André Nordbø)

Assim como o Taipei 101, ele também possui uma massa amortecedora no topo (porém não em forma de esfera), que balança para contrabalancear o vento. Outro detalhe importante deste arranha-céu é que ele possui uma estrutura única de cabos para baixo da terra, capaz de manter o prédio em pé mesmo em um solo pouco amigável para estruturas tão altas.