Quais são os limites para a construção de arranha-céus ainda mais altos?

Mesmo com a especulação sobre se a Jeddah Tower de 1 km de altura na Arábia Saudita será ou não concluída, já existem planos para construir um arranha-céu de 2 km de altura no reino.

Um edifício de 2 km de altura ultrapassaria o atual edifício mais alto do mundo, o Burj Khalifa, de 828 metros de altura, em quase 1,2 km. E o próprio Burj Khalifa é mais de 300 metros mais alto que o Taipei 101, de 508 metros de altura, que anteriormente era o edifício mais alto do mundo.

Esses enormes aumentos de altura levantam uma questão: existem limites para a construção de edifícios superaltos e o que rege esses limites?

Limites não são tecnológicos

Peter Weismantle, diretor consultor de tecnologia de construção supertall no escritório de arquitetura Adrian Smith + Gordon Gill Architecture com sede em Chicago, tem décadas de experiência trabalhando em edifícios altos.

Jin Mao de 88 andares em Xangai. Em 2003, assumiu o cargo de arquiteto técnico sênior do Burj Khalifa. E tendo deixado a SOM para se juntar ao arquiteto Adrian Smith do Burj Khalifa, ele ajudou a projetar a Torre de Jeddah.

Graças à sua vasta experiência, Weismantle entende uma ou duas coisas sobre o projeto técnico de arranha-céus. E na sua opinião, o sector da construção tem capacidade para construir edifícios até 2km e mais. Mas outros fatores atrapalham primeiro.

“Não acho que os limites sejam tecnológicos. O primeiro é o dinheiro e a economia desses prédios altos”, diz ele.

“Para construir alto, você tem que construir um grande edifício no sentido de que ele tenha muita área – muita área de superfície e muita área construída. Isso é dinheiro. E quanto mais alto você for, mais o custo por metro quadrado sobe.”

Atrelado ao custo de construir edifícios em uma escala tão grande está a quantidade de tempo que leva – e tempo também significa dinheiro. “Para construir essas coisas de maneira quase eficiente, você precisa construí-las rapidamente. E rápido para um superalto significa cerca de cinco anos. É muito tempo, principalmente agora com a inflação do jeito que está”, acrescenta.

Depois vêm as restrições relacionadas ao corpo humano. Os primeiros sinais de mal de altitude podem começar a aparecer depois de pelo menos quatro horas passadas acima de 2.000m.

“Quando você voa de Chicago para Denver, sobe para 5.200 pés (1.600m). Você leva um dia para se aclimatar e não é incomum sentir dores de cabeça e cansaço”, diz Weismantle.

Uma viagem de elevador de dois minutos do nível do mar até 2.000 m pode, portanto, estressar o corpo humano. Weismantle sugere que uma solução poderia ser pressurizar o edifício, mas adverte que, além de não ser fácil manter as paredes externas completamente herméticas, isso consumiria grandes quantidades de energia.

“Se você vai construir um prédio como esse, é melhor garantir que seja uma cidade vertical, onde você não precise ir do térreo até seu apartamento ou escritório. Você quer viver dentro de uma zona. Mas as pessoas não querem ficar trancadas em seus prédios o tempo todo, elas querem sair. Então essa é uma das maiores restrições.”

Materiais e fundações

Limitações financeiras e fisiológicas à parte, Weismantle está mais confiante sobre as capacidades técnicas de projetistas e construtoras para entregar edifícios ainda mais altos. Ele chama 2 km de “bastante razoável”. “É o limite? Duvido”, acrescenta.

O sistema estrutural de “núcleo reforçado” do Burj Khalifa envolve paredes de concreto dispostas em um cubo hexagonal, cada uma delas reforçando as outras.

Weismantle vê o concreto como o material ideal para construções superaltas, em grande parte graças ao seu peso. “O peso é uma coisa boa em um edifício alto porque neutraliza algumas das forças do vento. Em edifícios altos, mesmo em zonas de terremotos, você projeta para o vento. E se você pode projetar para o vento, a sísmica geralmente se encarrega de si mesma”, diz ele.

“Quando o vento atinge um edifício, ele o excita perpendicularmente à direção do vento por causa do desprendimento do vórtice. O concreto é muito bom por causa de sua massa – dá um amortecimento natural.”

Nova York, onde Weismantle cresceu e onde ficou fascinado por prédios altos, se beneficia de uma rocha sólida e metamórfica que é perfeita para suportar o peso de arranha-céus pesados.

A construção da Torre Jeddah de 1km de altura está paralisada, mas há planos para uma torre de 2km de altura na Arábia Saudita. (Image: Adobe Stock)

Mas as condições geotécnicas em outras partes do mundo significam que as fundações de edifícios superaltos requerem um extenso trabalho de construção. No caso do Burj Khalifa e da Torre de Jeddah, não há leito rochoso perto da superfície, então ambos se assentam em um sistema de fundação de estacas de fricção com uma fundação de esteira de 4m de profundidade acima que conecta todas as estacas. No caso da Torre de Jeddah, as estacas de fricção tinham 105m de profundidade. Embora tecnicamente viáveis, tais condições novamente aumentam o custo.

Ahmad Abdelrazaq é o ex-chefe da divisão de arranha-céus e edifícios complexos da Samsung C&T Corporation, antes de sair para fundar seu próprio escritório Rise Global. Ele trabalhou na SOM no projeto do Burj Khalifa antes de ingressar na Samsung para construir o projeto. Ele também esteve envolvido no Merdeka 118 de 679 metros de altura em Kuala Lumpur, na Malásia, tornando-o responsável pelo projeto e construção dos edifícios mais altos e segundos mais altos do mundo.

Ele ressalta que, embora o concreto de peso normal seja atualmente a norma, os materiais de altíssimo desempenho, como o concreto reforçado com fibra de aço , podem tornar os edifícios mais leves ao mesmo tempo em que proporcionam maior rigidez, maior tensão e maior resistência. Embora ele admita que os códigos de construção ainda não alcançaram o que os materiais de alto desempenho podem fazer, limitando como as equipes de construção podem usá-los nos edifícios.

No entanto, ele trabalhou com alunos da Universidade Nacional de Seul, na Coréia do Sul, onde é professor visitante, para considerar como as torres superaltas existentes poderiam ser redesenhadas para levar em conta novos materiais e métodos de construção.

No caso da Jeddah Tower, a construção do edifício no mesmo arranjo, mas usando concreto reforçado com fibras , poderia, segundo ele, reduzir o peso em 30%. Isso tem implicações não apenas para a redução do carbono incorporado no edifício, mas também para torná-lo mais forte e durável, bem como mais resistente a terremotos, porque a carga sísmica em um edifício depende de seu peso.

Usando novas tecnologias para manter os custos baixos

Como os materiais e a mão de obra , mesmo nos países em desenvolvimento, ficam mais caros, Weismantle espera que a construção adote qualquer coisa que possa aumentar a produtividade da mão de obra e reduzir o desperdício.

Ele quer ver uma maior alavancagem das tecnologias BIM. “Se você pode literalmente construir o prédio na máquina e depois colocar esses componentes em uma fábrica, é aí que talvez haja alguns desenvolvimentos adicionais. Mas tudo [na construção] é tão pontual que fica difícil gerar as economias de escala que precisamos”, diz.

Embora Abdelrazaq também não veja limites para a altura de um edifício, ele vê a necessidade de modernizar a forma como eles são projetados e construídos.

Ele diz: “Temos que encontrar maneiras de construir edifícios superaltos de forma mais econômica e sustentável. À medida que aumenta a escala de um edifício, já não pode olhar para as soluções tradicionais. Precisamos criar um sistema estrutural alternativo adaptado para lidar com esses edifícios muito altos.

“Você está criando uma cidade vertical e a questão é como criar essas cidades e comunidades. No momento, temos muitas limitações em termos de equipamento e até onde ele pode ir.

“ Então você precisa começar a olhar para diferentes metodologias e mecanizar o processo de construção – em outras palavras, criar plataformas de trabalho que possam subir no prédio.”

Ele também vê a construção modular como a chave para acelerar o trabalho de construção e reduzir a dependência de grandes forças de trabalho.

“No Burj Khalifa, tínhamos 12.000 pessoas trabalhando no prédio, o que era demais. Você não quer ter tantas pessoas trabalhando no local , então você precisa começar a olhar para o planejamento e construção em fases, e começar a olhar para a construção externa e entregar as coisas quando estiverem concluídas”, diz ele.

Finalmente, uma área em que Abdelrazaq acha que os prédios superaltos estão “perdendo o barco” é a geração de energia.

“As pessoas têm falado muito sobre chaminés solares , torres de energia e assim por diante. Aqui você está construindo um prédio onde tem a oportunidade de fazer isso. Não há razão para que algo assim não possa gerar sua própria eletricidade. Com alguns dos mais altos, você pode gerar mais energia do que o necessário apenas para o próprio edifício.”