Aerodinâmica dos Arranhacéus

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a sua altura, a ação do vento é de mais de duzentos e quarenta quilômetros por hora, portanto 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, é bastante aerodinâmico. Com vinte e oito camadas diferentes, esta medida evita que os ventos exerçam uma pressão uniforme sobre o edifício, o que faz com ele tenha um efeito cortante sobre o vento, e este passa mais suavemente por toda a extensão da estrutura.

Figura: Demonstração das alturas dos edifícios considerados gigantes da construção civil.

Figura: Demonstrativo das camadas nos pavimentos do Burj Khalifa.

Também, nas sacadas foram instalados vidros balastrados de modo a evitar ação dos ventos nos usuários e divisórias dispostas de modo a criar corredores sem ventos para que eles passem pelas superfícies, e também treliças para que correntes descendentes não pressionem a parte superior de cada sacada. Dentro das sacadas foram instalados alarmes eólicos que avisam quando a velocidade do vento não é segura, de modo que as pessoas não saiam nas sacadas, pois é perigoso.

Estes elementos servem para proteção, mas também precisam ter uma harmonia arquitetônica com toda a estrutura.

Taipei 101

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, república da China, 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 serve de amortecedor ao movimento do vento. Essa esfera balança cerca de trinta e cinco centímetros 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.

Figura: Essa esfera no topo do Taipei 101 serve como amortecedor e contrapeso para o vento.

Petronas Twin Towers

As Petronas Twin Towers ou Torres Petronas são dois arranha-céus edificados na cidade de Kuala Lumpur, Malásia. 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. 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.

Figura: Ponte entre as duas torres gêmeas Petrona Towers.

Shanghai World Financial Center

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. 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 instável para estruturas tão altas.

Figura: Cabos passados abaixo do solo para sustentação do edifício.

Figura: Vão de passagem do vento do Shanghai World Financial Center.

Conclusão

Estruturas esbeltas de edifícios altos são mais suscetíveis ao efeito do vento por serem fracamente amortecidas, diferentemente das estruturas projetadas no passado. Cada vez se torna mais necessária uma análise dinâmica para a correta avaliação do comportamento da estrutura viabilizando projetos seguros e econômicos.

As megaestruturas inteligentes são edifícios e construções que podem se adaptar sozinhos a diversos desastres com o mínimo de dano. Para isso, é preciso calcular cada detalhe: o formato do edifício para absorver o impacto do vento, os materiais utilizados, as saídas de emergência, o tipo de tecnologia para combater eventos de acordo com a geográfica do lugar, etc.

Mas, 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.

A engenharia tem evoluído bastante a ponto de conseguir superar desafios cada vez maiores, em construções de grande porte, onde também são imensos.

O avanço na tecnologia dos materiais utilizados na engenharia associados ao indiscutível avanço computacional iniciado no século XX, garante resistências cada vez mais elevadas. O avanço do conhecimento na área de mecânica das estruturas vem possibilitando a crescente utilização dos métodos numéricos de análise via computador.

Com esse conjunto de avanços, é possível