Muitos planejadores urbanos preveem que até 2050 mais de 6 bilhões de pessoas viverão nas cidades e, muitas vezes, em condições que expandi-las não é uma opção. Portanto, a única maneira de acompanhar a densidade crescente é construir para cima. Construir mais alto sempre traz inúmeros desafios e também uma competição não tão sutil entre os escritórios de arquitetura para terem seu nome vinculado aos maiores edifícios. Tão logo um arranha-céu é nomeado um dos mais altos do mundo, outro chega à prancheta e leva o título poucos anos depois. Embora o céu seja o limite, como isso afeta a construtibilidade dos projetos e quais feitos de métodos e materiais de construção nos permitiram construir nas nuvens?
Primeiro, é importante entender como definir tecnicamente os edifícios altos. O Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) define dois subgrupos de edifícios que atingem alturas significativas. Um edifício "super alto" é definido como tendo 300 metros ou mais alto, e uma estrutura “mega alta” atinge pelo menos 600 metros de altura. No ritmo de hoje, pelo menos um arranha-céu super alto é concluído anualmente, com 132 arranha-céus super altos concluídos em junho de 2020. O Burj Khalifa ainda é o arranha-céu mais alto do mundo, medindo 830 metros. Recentemente, após 8 anos de construção, o Merdeka 118 na Malásia concluiu a construção medindo apenas 150 metros a menos que o Burj Khalifa. Prevê-se que o primeiro edifício de 1,6 km de altura do mundo possa ser concluído nos próximos 30 anos, trazendo também uma nova tendência de edifícios com mais de mil metros de altura.
Edifícios altos vêm com todos os tipos de problemas mecânicos e estruturais. Quanto tempo as pessoas esperarão por um elevador quando estiverem viajando do saguão para o 200º andar? Como os edifícios mega altos resistirão às forças naturais que podemos prever e às que não podemos? Muitos desses problemas são resolvidos "hackeando" os materiais e sistemas modernos com os quais já estamos familiarizados e criando aqueles que sustentam uma indústria de construção inovadora.
Um dos principais problemas na construção de estruturas altas é a capacidade de manter os materiais de construção próximos ao local, já que a área de implantação do edifício e a área circundante são tipicamente pequenas, especialmente em áreas urbanas. Isso cria problemas para a construção de membros de estrutura, pois os painéis pré-moldados geralmente são trazidos para o local à medida que são finalizados devido à incapacidade de serem armazenados. No entanto, muitos empreiteiros estão agora usando um processo de construção de parede içada (tilt wall construction), permitindo que eles despejem e montem os painéis no local e usando um guindaste para levantá-los no lugar.
Os arranha-céus também estão procurando alternativas ao aço, já que à medida que a altura do edifício aumenta, seu peso se torna um problema significativo. O alumínio oferece uma alternativa leve com seu processo de extrusão fácil que permite que ele se adapte a uma variedade de formas para praticamente qualquer projeto de fachada. Ele também reage bem aos esforços de elementos estruturais internos e forças externas, como mudanças rápidas de temperatura e interrupções sísmicas de terremotos. A fibra de carbono é outro material interessante, também leve, mas apresenta longos fios que são entrelaçados para formar uma estrutura semelhante a um tecido. Como resultado, é significativamente mais resistente que o aço, permitindo sua implementação em edifícios que recebem grandes cargas. As fibras de carbono já estão chegando aos elementos de concreto pré-moldado. Ao se usar uma malha de carbono em vez da malha de aço tradicional, o peso total da unidade estrutural diminui, permitindo que ela seja levantada com segurança e sabendo que uma integridade estrutural significativa é mantida.
Ainda mais voltadas para o futuro são as ideias de como pode ser o futuro do concreto. O concreto permaneceu praticamente inalterado por centenas de anos. Embora seja extremamente durável, muitas pessoas estão buscando novas alternativas, pois o concreto continua sendo uma fonte de emissões de CO2 muito relevante. Alguns pesquisadores estão analisando os chamados bioconcretos, que têm a capacidade de fechar suas próprias fissuras com a adição de bactérias calcárias, prolongando a vida útil do concreto por até duzentos anos. Mesmo a madeira, que parece improvável de ser usada como um elemento estrutural importante em uma estrutura de grande porte, está encontrando uma nova vida em estruturas de madeira laminada cruzada que lhe conferem resistência comparável à do aço. Para demonstrar as habilidades da madeira, a Sumitomo Forestry, uma empresa de design com sede no Japão, revelou recentemente seus planos de construir uma estrutura de madeira de 350 metros de altura em Tóquio. Edifícios mais altos estão apenas no começo, e os materiais e métodos de construção estão rapidamente se aproximando para tornar realidade esses sonhos de quilômetros de altura.
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