O Burj Khalifa atingiu 828 metros em 2010 e desde então nenhuma estrutura no mundo conseguiu superar essa marca, mesmo com tecnologia mais avançada disponível
Em 2010, o Burj Khalifa foi inaugurado em Dubai com 828 metros de altura e 163 andares habitáveis, tornando-se a estrutura vertical mais alta já construída pela humanidade. Mais de uma década depois, com sensores digitais, concreto de ultra-alto desempenho e modelagem computacional tridimensional, nenhum edifício novo chegou perto dessa marca. A pergunta óbvia é: por quê?
A resposta não está na falta de ambição dos construtores nem de capital dos investidores. Está na física. Quanto mais alto um edifício cresce, mais ele precisa carregar o peso de si mesmo, mais ele oscila com o vento e mais complexa fica a logística de construção. A cada metro adicional acima de 600 metros, os custos sobem em progressão não linear e os riscos de engenharia se multiplicam de formas que nenhum software consegue eliminar completamente.
O vento é o inimigo invisível que obriga engenheiros a reformular a geometria inteira de um arranha-céu a partir de certa altitude
Abaixo de 300 metros, o vento é um problema de cálculo estrutural convencional. Acima de 600 metros, ele se torna o principal fator que define a forma do edifício inteiro. O Burj Khalifa tem sua geometria em espiral justamente para desorientar os vórtices de vento, que se formam quando o ar contorna uma estrutura cilíndrica e cria zonas de pressão alternadas que fazem o edifício balançar ritmicamente, num fenômeno chamado desprendimento de vórtices de Von Kármán.
Se a frequência desse balançar coincidir com a frequência natural de vibração da estrutura, o edifício entra em ressonância. O resultado pode ser desde desconforto para os ocupantes até falha estrutural progressiva. Para evitar isso, as torres ultraltas usam geometrias irregulares, recuos em diferentes andares e até amortecedores de massa ativa com centenas de toneladas que se movem em oposição ao balanço do edifício.
A amortecedor de massa sintonizada instalada no Taipei 101, em Taiwan, pesa 660 toneladas e fica suspensa entre o 87º e o 91º andar. Ela se move até 1,5 metro em qualquer direção para compensar oscilações causadas por tufões e terremotos. É o tipo de solução que exemplifica o custo crescente de cada metro ganho em altura.
O concreto convencional colapsa sob o próprio peso acima de certo limite e forçou o desenvolvimento de misturas com resistência três vezes superior à do material padrão
O concreto usado em obras residenciais comuns suporta entre 25 e 40 megapascais de pressão. O concreto de ultra-alto desempenho usado nas colunas estruturais do Burj Khalifa e de outras torres supertall chega a 80 megapascais, com algumas formulações experimentais atingindo 120 megapascais. A diferença está na densidade da mistura: menos água, mais sílica ativa, agregados menores e fibras metálicas dispersas na massa.
Mesmo assim, há um limite teórico. Numa torre hipotética de 1.600 metros, as colunas do térreo precisariam suportar uma pressão tão elevada que mesmo o concreto de alto desempenho entraria em colapso plástico. A solução seria usar aço estrutural, mas aço é cinco vezes mais caro por metro cúbico do que concreto armado convencional. O custo de um edifício de 1.600 metros seria, segundo estimativas da empresa de engenharia Arup, entre quatro e seis vezes maior do que o Burj Khalifa, que já custou cerca de 1,5 bilhão de dólares.
A logística vertical de canteiro de obras cria um gargalo operacional que nenhuma grua ou elevador de carga resolve de forma satisfatória acima de 700 metros
Construir em altura extrema não é apenas um problema de engenharia estrutural. É um problema de logística industrial. Em obras convencionais, o concreto fresco precisa ser lançado em no máximo 90 minutos após o preparo. A 600 metros de altura, as bombas de concreto operam no limite de sua pressão máxima de operação, que gira em torno de 350 bar nos equipamentos mais avançados da fabricante alemã Putzmeister.
No Burj Khalifa, o concreto foi bombeado a uma altura de 606 metros, quebrando o recorde mundial de bombeamento vertical na época. Para isso, foram usadas bombas especialmente calibradas, tubulações reforçadas e misturas de concreto com aditivos que retardam a prise e reduzem a viscosidade. Acima de 700 metros, esse processo exigiria múltiplos estágios de bombeamento intermediário, cada um com sua própria estação de pressurização.
O edifício 53 West 53rd em Nova York demonstra como terrenos escassos e normas de zoneamento empurram a engenharia para soluções estruturais que seriam desnecessárias em qualquer outro lugar
Nova York tem um problema diferente de Dubai. O solo de Manhattan é escasso, caro e cercado de construções históricas que não podem ser demolidas. O 53 West 53rd, projeto do arquiteto Jean Nouvel inaugurado em 2019 com 320 metros de altura, resolveu esse problema com uma estrutura em megadiagonais de aço aparente que avança para fora do edifício em ângulos de até 10 graus, criando um formato de agulha que ocupa menos área no térreo do que no meio da edificação.
A consequência estrutural é engenhosa e complicada ao mesmo tempo. As megadiagonais funcionam como um exoesqueleto que redistribui cargas verticais para fora do núcleo central, liberando os andares superiores de colunas internas. Mas cada nó de conexão entre as diagonais precisou ser fabricado sob medida em aço fundido, com geometria única e tolerância de montagem inferior a 2 milímetros. Foram mais de 200 nós distintos na estrutura inteira, segundo a construtora Lend Lease.
O projeto Kingdom Tower na Arábia Saudita planeja superar 1.000 metros de altura e seus engenheiros já enfrentam problemas que não têm precedente documentado na engenharia civil
O Kingdom Tower, em construção em Jeddah desde 2013 com interrupções, tem como meta oficial ultrapassar 1.000 metros de altura, chegando a 1.008 metros. A estrutura foi projetada pelo escritório Adrian Smith + Gordon Gill Architecture, os mesmos responsáveis pelo Burj Khalifa. Quando concluído, será o primeiro edifício da história a romper a barreira simbólica de 1 quilômetro de altura.
Um dos desafios inéditos do projeto é a água subterrânea salina de Jeddah, que exigiu o desenvolvimento de um concreto especial com aditivos inibidores de cloreto para evitar a corrosão das fundações. As estacas vão a 105 metros de profundidade. Outro problema sem precedente é a formação de nuvens ao redor dos andares superiores em determinados períodos do ano, o que exige revestimentos de fachada com propriedades anti-condensação para evitar acúmulo de umidade nas juntas estruturais.
No Brasil, o debate sobre arranha-céus ultraltos ainda esbarra em restrições de zoneamento, custo de mão de obra especializada e limitações do parque industrial de fornecedores de componentes estruturais
A torre mais alta do Brasil é a Mirante do Vale, em São Paulo, com 170 metros e 51 andares, concluída em 1960. Mais de seis décadas depois, nenhum edifício brasileiro chegou perto de 300 metros. As razões são múltiplas: legislação de zoneamento restritiva em São Paulo e no Rio de Janeiro, ausência de um mercado consolidado de concreto de ultra-alto desempenho no país e custo de importação de equipamentos especializados como bombas de alta pressão e amortecedores de massa ativa.
Há projetos em discussão para torres acima de 250 metros em São Paulo, mas nenhum chegou à fase de aprovação definitiva até 2024. O mercado brasileiro de construção de alto padrão cresce, mas ainda opera com tecnologia estrutural que os mercados do Golfo Pérsico e da Ásia Oriental consolidaram há duas décadas. Enquanto Dubai já discute o que vem depois de 1.000 metros, o Brasil ainda resolve o que vem depois de 200.
Se o custo e a complexidade de construir acima de 1.000 metros são tão extremos, faz sentido continuar investindo nessa corrida por altura ou o futuro das cidades está nas conexões horizontais e subterrâneas? Deixe sua opinião nos comentários.
