As pirâmides egípcias foram os arranha-céus de seu tempo - e existem há 5.000 anos. Os arranha-céus modernos serão capazes de repetir tal façanha? As primeiras rachaduras apareceram em abril. Em 29 de junho de 1995, uma grande rede de rachaduras se espalhou pelo teto do quinto andar de uma das lojas de departamentos mais movimentadas de Seul. Poucas horas depois, estrondos altos vieram do telhado. As rachaduras aumentaram.
Uma reunião de emergência do conselho foi convocada, mas o presidente se recusou terminantemente a evacuar, alegando lucros cessantes. Então ele saiu do prédio.
Às cinco da tarde, o teto do quinto andar começou a desmoronar. As compras continuaram como de costume até que o alarme soou quase uma hora depois. Mas era tarde demais. Primeiro, o telhado desabou e, em seguida, os principais pilares de suporte do edifício foram levantados, como resultado do que toda a ala sul do edifício desabou no porão. 1.500 pessoas ficaram presas - incluindo a enteada do presidente - e 502 nunca saíram de lá.
O colapso da loja de departamentos Samsung é um exemplo de como as estruturas modernas podem ser frágeis. Mesmo com os mais recentes materiais, equipamentos e um conhecimento avançado da física, este edifício não durou cinco anos, muito menos 5000.
Enquanto isso, as pirâmides egípcias reuniram multidões de curiosos por muitos milênios. Terremotos, erosão, vandalismo - as pirâmides sobreviveram até mesmo ao colapso da civilização e à transformação do Saara de uma pastagem exuberante no vasto deserto de hoje.
A Grande Pirâmide de Gizé - construída em 2540 aC - é incomparável em materiais, design e engenharia, tanto antes quanto depois das construções. Os antigos turistas gregos caminharam milhares de quilômetros para olhar seus blocos, polidos a ponto de brilharem; os nomes dos viajantes podem ser encontrados gravados nas paredes da pirâmide até hoje.
Cleópatra vivia mais perto do edifício mais alto do mundo hoje - o Burj Khalifa - do que desta tumba monumental. Quando os últimos mamutes morreram, ela já tinha 1000 anos.
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A pirâmide de Gizé foi o arranha-céu de sua época, superando qualquer construção no mundo, até que finalmente, cerca de 700 anos atrás, foi construída a Catedral de Lincoln. “Os antigos egípcios criaram - odeio dizer isso - uma plataforma de lançamento para os mortos viajarem para o sol e as estrelas”, diz Donald Redford, que estudou as pirâmides por quarenta anos.
Avancemos para 2016, onde já cobrimos o céu com arranha-céus, torres de relógio e robôs de 20 andares, e planejamos construir um prédio de um quilômetro e meio de altura. Embora ainda não se saiba se pode ser construído. Estamos entrando na era dos arranha-céus, à medida que mais e mais pessoas viajam de vilas para cidades populosas.
Esses edifícios devem resistir a forças tremendas para se manterem de pé, incluindo constantes relâmpagos e ventos soprando a 150 km / h - sem mencionar o efeito constante da gravidade. Em algumas áreas, terremotos poderosos podem ser adicionados a esta lista. Qual é o segredo das pirâmides? Os arranha-céus modernos podem sobreviver a eles?
Na verdade, a impressionante idade das pirâmides não é coincidência. Os antigos egípcios acreditavam que a vida após a morte seria eterna e também fizeram grandes esforços para manter seus túmulos bem. O desenho das pirâmides mudou por milhares de anos, à medida que seus construtores experimentavam materiais e arquitetura para atender às suas ambições.
"Eles sempre disseram que era um prédio 'para a eternidade', 'para todo o sempre' - essas frases estavam constantemente em seu vocabulário", diz Redford, atualmente na Penn State University. Eles estavam tão confiantes em suas habilidades que “milhões e milhões de anos” foram incluídos nos nomes de muitas pirâmides.
Apesar de todas as suas tentativas e exageros, os egípcios não sabiam exatamente o que estavam fazendo, e isso era mais uma vantagem do que uma desvantagem. Para preencher as lacunas no entendimento das leis da física, as primeiras pirâmides foram construídas levando em consideração todas as fortificações possíveis. Eles sabiam sobre os pilares, mas não sabiam que podiam suportar o telhado. Portanto, paredes adicionais foram adicionadas apenas no caso.
Outra explicação é seu enorme tamanho. Considere a Grande Pirâmide, que é mais uma montanha feita pelo homem do que uma construção feita de quase seis milhões de toneladas de rocha sólida. Cinco mil anos é um absurdo, considerando que o calcário que compõe os blocos da pirâmide está no solo há cerca de 50 milhões de anos.
Os arranha-céus modernos, em comparação, são eficientes e leves. Foram necessárias apenas 110.000 toneladas de concreto e 39.000 toneladas de aço para construir o Burj, que tem seis vezes a altura da Grande Pirâmide. “Eles projetaram edifícios que durarão para sempre - o que não é uma prioridade hoje. Estamos projetando edifícios práticos para morar”, diz Roma Agrawal, um engenheiro civil que trabalha no edifício Shard em Londres.
Como as primeiras pirâmides, a primeira geração de arranha-céus pode ser a mais confiável. Quando um avião B-52 caiu no Empire State Building em 1945, o prédio foi reaberto alguns dias depois. “No início do século 20, tudo era calculado à mão, então os engenheiros adicionaram aço extra apenas para garantir”, diz Agrawal. Embora o Empire State Building tenha metade do tamanho do Burj, ele pesa dois terços mais.
Além de todos os riscos usuais, uma construção nas nuvens carrega seu próprio peso. Para sobreviver até 7000 DC - isto é, viver tanto quanto as pirâmides viveram - os arranha-céus devem combater chuva, vento e tempestades por milhares de anos.
“O vento é um problema específico para edifícios altos”, diz Bill Baker, engenheiro de projeto do Burj. Quando o vento passa por um objeto aerodinâmico, como uma árvore ou um poste de luz, ele se transforma em uma rajada organizada que gira em torno do objeto primeiro para a esquerda, depois de volta para a direita, depois novamente para a esquerda e, devido à mudança nas direções do vento, o objeto oscila. Em ventos fortes, o Burj pode balançar até um metro e meio em cada direção.
O problema é que, quanto mais alto, mais rápido o vento. Para evitar que os arranha-céus caiam - e as pessoas acima para se livrar do enjôo - os engenheiros estão projetando edifícios de formas irregulares que obstruem o vento e destroem sua organização. Do ponto de vista arquitetônico, o prédio pode parecer um pouco sofisticado demais, mas os perfis serrilhados característicos de Burj e Shard são mais para segurança do que beleza.
Nem mesmo um furacão os sacudirá. “Se for um prédio normal, tem que ser capaz de resistir a um furacão que acontece uma vez a cada 700 anos”, diz Baker. Edifícios importantes como o Burj Khalifa serão capazes de lidar com eventos que ocorrem uma vez a cada vários milênios.
E também há relâmpagos. Os Emirados Árabes Unidos, onde o Burj está localizado, sofrem cerca de 10 tempestades por ano. Um único relâmpago de bilhões de volts pode ser tão forte quanto um reator nuclear. “Eu estava em Dubai durante uma tempestade e o Burj é como um pára-raios para toda a cidade - um raio atinge a cidade a cada minuto”, diz Baker.
Felizmente, existe uma solução. Durante a construção, a estrutura de aço do edifício é amarrada - cada barra de aço, cada moldura da janela - até a base. E funciona como uma gaiola gigante de Faraday, um invólucro protetor semelhante à malha de arame dos fornos de microondas que mantém o conteúdo seguro, limitando-o de eletricidade. “Falei com equipes de trabalho após uma tempestade particularmente forte e eles não viram nenhum dano”, disse Baker.
Mesmo durante terremotos, os arranha-céus se mantêm extremamente bem. Quanto mais rápido ele for covarde, melhor. Tem tudo a ver com ressonância. Se o solo tremer a uma frequência que corresponda à velocidade do movimento do edifício, ele oscilará cada vez mais rápido até que entre em colapso, possivelmente. “Edifícios estreitos levarão mais tempo para balançar para frente e para trás - 11 segundos para o Burj - então eles se moverão, mas não desabarão”, diz Baker.
Mas não é totalmente confiável: assim como quebramos clipes de papel, dobrando-os e endurecendo-os repetidamente, se o aço for mexido com muita frequência, ele explodirá.
Muito mais perigoso é a água.
Na década de 1930, 96 dos 100 edifícios mais altos do mundo eram feitos de aço. Hoje, a maioria dos edifícios urbanos é construída de concreto armado com aço (concreto armado), que combina a resistência à tração (capacidade de resistir ao alongamento) do metal e a resistência à compressão (capacidade de resistir ao esmagamento) da pedra.
Quando armazenado em local seco, o concreto armado é um material incrível que pode durar para sempre. Mas em áreas com um alto nível de sedimentos, os ácidos fracos na água reagem lentamente com o calcário no cimento e o transportam - o aço enferruja e surgem buracos no edifício.
“O fato de as pirâmides estarem em um ambiente seco é extremamente importante”, diz Michelle Barsum, cientista de materiais da Universidade Drexel, na Filadélfia. Mesmo no Saara seco ao sol, as primeiras pirâmides caíram sob a devastação da água.
Por muitos anos, acreditou-se que os egípcios finalmente descobriram e aprenderam a cortar blocos com um ajuste mais apertado, mas como exatamente permaneceu um mistério. Então, no início dos anos 2000, alguém finalmente teve a ideia de estudar as rochas em um microscópio de alta resolução. Era Michel Barsum, e ele notou que essas rochas não eram calcário natural, mas sim moldadas a partir de uma forma primitiva de cimento.
Como especialista em cerâmica - Barsum nunca estudou pirâmides -, ele não resistiu à tentadora perspectiva de descobrir com certeza. Nas profundezas dos blocos antigos, ele encontrou pistas eloqüentes: algas microscópicas, diatomáceas, cuja casca dura foi parcialmente erodida pelo cimento alcalino. “Cerca de 90% da pirâmide é feita de pedra esculpida, o resto é fundido”, diz Barsum.
Os egípcios faziam suas pedras de quatro componentes principais: calcário, cal, água e lama. Eles reagem entre si para formar um adesivo químico. Mais importante ainda, à medida que o adesivo envelhece, ele retorna ao estado original dos componentes, convertendo o cimento novamente em pedra. “Tem cheiro e aparência de calcário natural”, diz Barsum.
Mas se a estrutura principal de concreto do arranha-céu for relativamente forte, o destino das janelas nele será menos transparente. O vidro pesa como o granito e tem a rigidez do alumínio; serão necessárias 10 toneladas de pressão para esmagar um centímetro cúbico. Até o mar levará 50 anos de moagem para transformar o vidro em seixos lisos coloridos na praia. Mesmo assim, o vidro não é perfeito. Ele pode rachar espontaneamente. Ninguém sabe por quê.
Mesmo com uma camada dupla de vidro, se não for mantida, a maioria das janelas não durará muito. "O vidro não é particularmente afetado pelo meio ambiente, mas devido às vibrações do vento, tempestades e outras influências, ele eventualmente se quebra", diz Konstantinos Tsavdaridis, cientista de materiais da Universidade de Leeds.
Finalmente, o vidro irá eventualmente escoar para a parte inferior da moldura? Essa ideia é baseada no fato de que as janelas medievais eram geralmente mais grossas na parte inferior e que o vidro é, na verdade, um líquido extremamente viscoso: e ao longo de centenas de anos o vidro pode escorrer para o fundo da moldura.
Em 1998, essa ideia popular foi vigorosamente refutada por um grupo de físicos, que calcularam que demoraria “muito mais tempo do que a idade do universo” para que qualquer mudança perceptível no vidro ocorresse à temperatura ambiente. A espessura irregular do vidro antigo era completamente aleatória - fabricar até mesmo vidro algumas centenas de anos atrás não era tão fácil.
Então, os arranha-céus modernos podem fazer com que o tempo os tema?
Bill Baker pensa que sim. “Os materiais de construção são muito bons hoje em dia. Exceto nos momentos em que eles falham, e se houver suporte."
Agrawal concorda. "Se você cuidar deles, por que não."
Segundo Konstantinos, as estruturas de concreto vão durar mais, já que a ferrugem que se forma no concreto armado o mata. Mas Redford duvida que nossos edifícios durem o suficiente. Afinal, essas são estruturas funcionais que simplesmente fazem seu trabalho. Será mais fácil jogá-los. A maioria dos arranha-céus será demolida antes de cair. Afinal, a Grande Pirâmide não era a única construção incrível há 4.500 anos.
Diz-se que o chamado labirinto é ainda mais incomum. “Quando o historiador grego Heródoto o viu, ele engasgou. Ele não conseguiu descrever o tamanho e o peso dos maiores blocos que entraram no edifício”, diz Redford. Você não encontrará tal edifício hoje. O labirinto foi saqueado e seus tijolos foram usados para construir outros edifícios. Se você caminhar pelas ruas do Cairo antigo e estudar as fundações de prédios antigos, às vezes você pode encontrar inscrições hieroglíficas desse mesmo edifício.
Se não demolirmos arranha-céus, por exemplo, em Nova York, e eles não caírem, então, ao ritmo atual de construção de 7.000, haverá 10.000 edifícios com mais de 160 metros de altura. Talvez tenhamos algo de que nos orgulhar. Por que somos piores do que os antigos egípcios?
ILYA KHEL
