Como o arranha-céu mais alto de Taiwan resiste a terremotos

O terremoto de magnitude 7,4 que atingiu Taiwan na quarta-feira (3 ) e deixou pelo menos 10 mortos, também danificou 770 edifícios, de acordo com as últimas estimativas da Agência Nacional de Incêndios (NFA) da ilha.

Na capital Taipé, a apenas 130 quilômetros do epicentro, os edifícios também tremeram violentamente durante aquele que foi considerado o terremoto mais forte de Taiwan em 25 anos. Mas em um triunfo da engenharia moderna, o chamado Taipé 101, antigamente considerado o arranha-céu mais alto do mundo, saiu ileso do mais recente evento sísmico da ilha.

As imagens do terremoto parecem mostrar a torre de mais de 508 metros de altura balançando levemente. Sua flexibilidade estrutural ajuda a conter o poderoso movimento do terremoto. Este movimento demonstrou perfeitamente como a defesa mais importante do arranha-céu contra terremotos é o próprio material com o qual foi construído: concreto armado.

Combinando a resistência à compressão do concreto com a resistência à tração do aço, o material torna o edifício flexível o suficiente para balançar, mas rígido o suficiente para resistir a ventos fortes e aos tufões que frequentemente atingem Taiwan.

O princípio de que os edifícios podem suportar forças sísmicas movendo-se com eles, em vez de contra eles, tem sustentado a arquitetura tradicional em países do Leste Asiático propensos a terremotos durante séculos, desde pagodas japoneses a palácios chineses.

No entanto, no alto da torre, outra inovação tecnológica ajuda a proteger o arranha-céu de 101 andares – um enorme dispositivo semelhante a um globo conhecido como amortecedor de massa sintonizado.

Contrapeso gigante

Suspensa por 92 cabos grossos entre o 87º e o 92º andar, a esfera de aço dourado pode se mover cerca de 1,5 metro em qualquer direção. Como resultado, ela atua como um pêndulo que neutraliza (ou “amortece”) os movimentos oscilantes.

“É essencialmente um contrapeso muito grande”, explicou Stefan Al, autor de “Supertall: How the World’s Tallest Buildings Are Reshaping Our Cities and Our Lives”, numa entrevista por telefone. “No caso do Taipé 101, são 660 toneladas. Isso parece muito pesado, mas se você comparar com o peso total do edifício, é apenas uma fração.

Amortecedores de massa sintonizados são usados em arranha-céus em todo o mundo, incluindo o “superfino” Steinway Tower em Nova York e o Burj al-Arab em forma de vela em Dubai, que tem 11 deles. O dispositivo protege de forma crucial contra o movimento violento causado pela “vibração harmônica”, que pode causar falha estrutural durante um terremoto, disse Al.

“(É) quando os edifícios começam a vibrar em sua própria ressonância”, disse ele, comparando o fenômeno a um diapasão. “Isso pode levar ao colapso, (já que o prédio) começará a tremer cada vez mais rápido.”

Os amortecedores de massa sintonizados, também conhecidos como absorvedores harmônicos, são “sintonizados” para ressoar na mesma frequência do edifício – mas com comprimentos de onda começando mais cedo ou mais tarde, ajudando a dissipar a energia potencialmente catastrófica.

A estabilidade que proporcionam também pode reduzir o efeito desconfortável – ou mesmo nauseante – que o balanço pode ter sobre os ocupantes de um edifício em caso de ventos fortes.

Apoio estrutural

Projetado pela empresa taiwanesa C.Y. Lee & Partners, Taipé 101 foi o edifício mais alto do mundo de 2004 a 2007 mas, em seguida, foi superado pelo Burj Khalifa em Dubai. Um deck de observação com vista para seu inovador amortecedor de massa sintonizado é agora uma atração popular para os visitantes, especialmente quando se move durante ventos fortes.

A esfera gigante não é, no entanto, a única característica do projeto que ajuda a estabilizar a torre, que fica perto de uma grande falha geológica.

Por um lado, o arranha-céu se assenta em fundações excepcionalmente profundas – nomeadamente 380 estacas de concreto armado e aço perfuradas na rocha abaixo. Acima deles, o núcleo do edifício está conectado a uma série de “megacolunas”, localizadas em torno de seu perímetro, através de enormes treliças de aço.

O arranha-céu obedece a rígidos códigos de construção antissísmicos que são tão rigorosos quanto se poderia esperar em uma ilha localizada ao longo do “Anel de Fogo do Pacífico”, que contorna a borda do Oceano Pacífico e causa atividade sísmica e vulcânica massiva de Indonésia ao Chile.

Mas embora o projeto também tenha passado por extensa modelagem digital e testes de “mesa vibratória” (nos quais modelos em escala são testados em um dispositivo que replica o movimento de um terremoto), mostra como um edifício como o Taipé 101 reagiria a um evento sísmico mais forte ou mais próximo, até certo ponto, teórico.

“Mesmo que tenhamos simulações em computador, ainda há algo no físico que não podemos obter das simulações digitais”, disse Al, acrescentando: “Apesar dos nossos avanços tecnológicos, ainda estamos testando (projetos) em túneis de vento e mesas vibratórias. ”

Este artigo foi atualizado para refletir as estimativas mais recentes sobre o número de edifícios danificados.