Dubai, Xangai, Nova York, Taiwan. O que essas cidades têm em comum, além do desenvolvimento econômico e avanços tecnológicos? Os arranha-céus. No entanto, você já pensou como aqueles enormes edifícios continuam de pé mesmo após enfrentar grandes tempestades e ventanias?
A mineração é uma grande aliada dos projetistas e engenheiros na criação de soluções que mantêm estes prédios intactos, mesmo após enfrentarem grandes ventos. Avanços sistemas de amortecimento das oscilações são criados utilizando os mais diversos metais e minérios para que o impacto dos efeitos da natureza não abalem a estrutura dos edifícios.
Os mais altos arranha-céus do mundo eram condenados a ruírem se seus projetistas não tivessem encontrado soluções eficazes para os problemas que os ventos, principalmente os muito fortes, podem causar em edifícios tão altos. Uma das soluções encontradas pelos projetistas foi uma grande e pesada bola.
Sistema de amortecimento com bola
O Taipei 101, em Taiwan, inovou ao criar um sistema de amortecimento com bola de aço
O Taipei 101 não é apenas um edifício situado em Taiwan, mas também um ícone. Ele teve o custo de US$1 bilhão, US$758 milhões gastos na sua construção, 412,5 metros quadrados de área, 508 metros de altura e 100 andares. Entretanto, não são esses números que fazem desse prédio um ícone, mas sim o fato do Taipei 101 ter sido feito para suportar terremotos de magnitude 7 na Escala Richter e de resistir a ventos de mais de 450 km por hora.
Para isso, os criadores do edifício tiveram que projetar uma grande e pesada bola com diâmetro de 5,5 metros e peso de 660 toneladas. Para se ter uma ideia, é o mesmo peso de dois aviões Airbus A380, o maior avião de passageiros do mundo.
Sistema criado com placas e cabos de aço
Essa bola, chamada de amortecedor de massa sintonizada, foi feita com a união de 41 placas de aço, cada uma com 12,5 centímetros de espessura. Instalada entre o 87º andar e o 92º andar, ou seja, estende-se por 5 andares, ela é suspensa por 16 gigantescos cabos de aço. O seu objetivo é contrariar os efeitos dinâmicos provocados pelo vento ou de origem sísmica e evitar o deslocamento excessivo do edifício que possam comprometer a sua integridade estrutural.
O princípio utilizado para a criação deste sistema foi o efeito da inércia. Se alguma coisa está parada, ela quer continuar parada. Se ela estiver em movimento, ela quer continuar em movimento.
Funciona da seguinte maneira: em edifícios muito altos, o top tende a ser suscetível em relação a ação dos ventos, já que sua base é fixa. Esse movimento imperceptível da estrutura, pode chegar ao deslocamento horizontal de um metro, sem oferecer risco à estrutura.
Tudo muda quando há tempestades e ventos muito fortes atuando sobre os arranhas céus. Isso porque os ventos fortes aumentam perigosamente as oscilações, principalmente no topo dos edifícios, em que as oscilações podem causar um descolamento de mais de três metros. Quanto mais forte o vento, maior será a amplitude e frequência das oscilações, o que pode comprometer a estrutura do edifício e levar a eventuais desabamentos.
E é aí que entram em cena os amortecedores de massa. Quando o prédio começa a se mover e oscilar sobre ação dos ventos fortes, a enorme e pesada bola se contrapõe a esse movimento, ou seja, a bola se move no sentido oposto do prédio, oferecendo uma grande resistência às oscilações causadas pelos ventos fortes.
Para impedir que a bola oscila demais e principalmente que se choque contra a estrutura do edifício, uma série de amortecedores preenchidos com óleo são colocados para amortecer o movimento de bola e carregam consigo a energia de desaceleração dos movimentos.
Não é somente o Taipei 101 que faz uso desse gigantesco sistema de bola. O Shangai World Financial Center, na China; o Almas Tower e o Princess Tower, em Dubai; o Trump Tower, nos Estados Unidos; e muitos outros edifícios espalhados pelo mundo também utilizam essa tecnologia para se manter de pé.
Outros sistemas de amortecimento dos ventos
O Burj Al-arab utilizou um sistema com enormes pesos suspensos
O luxuoso hotel Burj Al-arab, em Dubai, também conta com um engenhoso sistema de amortecedores de massa feito com metal, mas ao invés de bola, os engenheiros utilizaram quatro enormes e pesados pesos suspensos e fixados em estruturas chamadas de exoesqueletos. Quando o vento atinge o edifício, ao invés da estrutura vibrar, os pesos de 5 toneladas suspensos começam a se mover, cancelando as vibrações e deixando a estrutura estável.
Edifício mais alto do mundo com design diferenciado para amenizar os impactos do vento.
Já prédio mais alto do mundo com 828 metros de altura, o Burj Khalifa, em Dubai, utiliza um design diferenciado que funciona por si só como amortecimento dos ventos. As curvas do edifício condicionam o vento e reduz drasticamente as oscilações, mantendo-o estável. Além disso, o prédio é largo na base e estreito no topo, o que impossibilitaria a instalação do sistema de amortecimento.
Com informações do Canal Reverse Engineering e Portal da Mineração