quinta-feira, 27 de março de 2014

Desafios de Engenharia no Burj Khalifa

Desafios de Engenharia enfrentados pelo Burj Khalifa, o maior prédio do mundo, em Dubai.
As observações foram feitas a partir do documentário da National Geographic a respeito do edifício, fazendo comparação com vários outros prédios ao longo da história.
O documentário pode ser assistido aqui.

1º. Mobilidade. O vídeo apresenta, ainda do século XIX, o edifício Equitable Life Building, que com seus 43m de altura não seria considerado um arranha céu para os padrões atuais, mas que revolucionou a história dos edifícios dali em diante criando um sistema de segurança para elevadores.
No Burj Khalifa, o problema de mobilidade não era parar um elevador com o rompimento de um cabo, mas pará-lo a 56 km/h sem causar danos aos ocupantes. A solução encontrada foi a de, assim que o elevador ultrapassar o limite de velocidade, acionar freios de emergência; pastilhas de metal “abraçam” os trilhos e geram uma força capaz de deter o elevador em poucos metros, não de forma abrupta.

2º. Materiais. O Fueler Flariron, com seus 87m de altura em forma triangular foi o primeiro desafio da engenharia em relação ao material usado na construção de prédios. A alvenaria, além de ser um material muito pesado para a construção de um edifício naquelas proporções, faria com que boa parte do espaço interno do prédio fosse perdido. A solução foi a criação uma estrutura de colunas e vigas de aço para a sustentação do prédio, recoberta de tijolos.
No caso do Burj Khalifa, a estrutura do prédio foi feita a partir de estruturas de aço embutido em concreto recoberto por paredes de vidro e aço. Os painéis são encaixados em estruturas de até dois andares de altura, rígidos, mas com juntas flexíveis. Se um móvel pesado for colocado na extremidade do edifício, o piso se deformará, forçando a parede externa. No entanto, a junta entre os painéis irá absorver o movimento, impedindo que haja danos à parede. .
As juntas também permitem que cada seção se expanda e se contraia em virtude da variação térmica ambiente.

3º. Calor. O United Nations HQ, de 168m de altura foi projetado para que fosse recoberto de vidro, proporcionando alta luminosidade. Porém, a luminosidade tornava o prédio uma espécie de “forno” aos usuários. Graças a isso foram criados os resfriadores/ desumidificadores de ar, ou ar condicionados.
As condições climáticas extremas a que o Burj Khalifa é exposto (temperaturas chegando a 40ºC na sombra e umidade do ar próxima dos 90%) levou os engenheiros a pensarem em outra solução, pois ar condicionados não seriam capazes de resfriar o edifício em tais condições. Por isso foram feitas paredes de vidro com duas faces; a face externa (revestida com uma fina camada de metal) refletindo a radiação ultravioleta e a face interna (revestida com uma fina camada de prata) refletindo a radiação infravermelha da areia do deserto.

4º Velocidade. Com a construção do World Trade Center com seus imponentes 417m de altura a velocidade da construção tornou-se um fator imprescindível. Afinal, tempo é dinheiro.
As mesmas soluções apresentadas no World Trade Center (o “guindaste canguru” e as seções pré-fabricadas) foram usadas também no Burj Khalifa. Entretanto, as “seções pré-fabricadas” usados no Burj Khalifa tiveram muitas diferenças das do World Trade Center.
Na obra foram usadas formas deslizantes. Os operários faziam a estrutura de metal que seria içada e colocada na forma deslizante. A forma se encheria com concreto e 12 horas depois mudava de posição.
A concretagem era feita somente à noite para evitar o superaquecimento e endurecimento do concreto durante o bombeamento para os andares superiores.

5º. Vento. Para a Sears Tower (442m de altura), a estrutura metálica como era feita até então não suportaria os fortes ventos da região. Então a estrutura foi deslocada do interior para o exterior, tornando-a mais resistente aos ventos.
No caso do Burj Khalifa, mesmo o exoesqueleto não seria suficiente para os ventos do deserto, então recorreu-se à aerodinâmica do prédio. Cada uma das seções foi projetada para desviar o vento numa direção diferente. Isso reduz o poder dos vórtices e a força do vento sobre o edifício.

6º Terremoto. Com 509m de altura, localizado no círculo de fogo do Pacífico, o Taipei 101 exigia uma estrutura sólida e flexível ao mesmo tempo. A solução proposta foi a colocação de tubos de aço preenchidos com concreto e o restante da estrutura elástica.
No Burj Khalifa o grande desafio era construir um prédio de grandes proporções sobre o solo pobre do deserto. O alicerce do Burj Khalifa foi feito escavando duzentos buracos de 50m de profundidade e os preenchendo com um polímero antes da retirada da maquina de escavação para evitar que as paredes do buraco cedessem. Em seguida era preenchido com concreto (o polímero era mais denso que a terra e água, mas menos denso que o concreto).

7º Evacuação. O último problema enfrentado pelos engenheiros do Burj Khalifa era a evacuação. Para isso, a solução foi projetar “Salas de Refúgio”.
As paredes das salas de refúgio são de concreto reforçado com revestimento à prova de fogo. São capazes de suportar um incêndio durante 2h. Cada sala recebe um suprimento de ar bombeado através de uma tubulação resistente ao fogo. Portas corta fogo impedem a entrada da fumaça. Os usuários do edifício podem se abrigar nas salas até que o serviço de emergência controle o incêndio. Há uma sala a cada 30 andares, permitindo que se chegue a elas sem muito esforço.
O Burj Khalifa tem uma tecnologia de detecção de fumaça que funciona permanentemente. Se a fumaça ativa um detector, ativam-se ventiladores de alta potencia que expulsam a fumaça das escadas, mantendo limpas as rotas de evacuação.

Nenhum comentário: