În 1956,
arhitectul Frank Lloyd Wright
a propus un zgârie-nori de un kilometru și jumătate.
Urma să fie cea mai înaltă clădire din lume,
cu mult...
de cinci ori mai înaltă decât Turnul Eiffel.
Dar mulți critici l-au ironizat pe arhitect,
spunând că oamenii vor trebui să aștepte cu orele pentru un lift,
sau mai rău, că turnul se va prăbuși sub propria greutate.
Majoritatea inginerilor erau de acord,
și în ciuda publicității din jurul ideii,
turnul titanic nu a fost construit niciodată.
Dar astăzi,
se construiesc clădiri din ce în ce mai înalte în jurul lumii.
Firmele plănuiesc chiar zgârie-nori mai înalți de un kilometru,
precum Turnul Jeddah din Arabia Saudită,
care e de trei ori mai mare decât Turnul Eiffel.
Foarte curând,
miracolul lui Wright de un kilometru și jumătate va putea deveni realitate.
Deci, ce ne-a oprit mai exact
acum 70 de ani să construim o asemenea megastructură,
și cum am putea construi o clădire de un kilometru și jumătate astăzi?
În orice proiect de construcție,
fiecare etaj trebuie să fie capabil să susțină etajele de deasupra.
Cu cât construim mai mult,
cu atât e mai mare presiunea gravitațională
a etajelor superioare asupra celor inferioare.
Acest principiu a dictat mult timp forma clădirilor noastre,
făcându-i pe arhitecții antici să prefere piramidele cu fundații largi
ce pot susține nivelurile superioare.
Dar această soluție nu poate fi folosită în cazul zgârie-norilor,
deoarece o astfel de piramidă va avea doi kilometri lățime,
și va fi greu de construit în centrul unui oraș.
Din fericire, materialele puternice
precum betonul pot ocoli această formă impractică.
Iar amestecurile moderne de beton sunt întărite cu fibre de oțel
și cu polimeri ce reduc cantitatea de apă necesară pentru a preveni crăpăturile.
Betonul folosit pentru cea mai înaltă clădire din lume,
Burj Khalifa din Dubai,
poate susține o presiune de 8.000 de tone pe metru pătrat,
adică greutatea a peste 1.200 de elefanți africani!
Desigur, chiar dacă clădirea își poate susține greutatea,
trebuie să aibă și o fundație puternică.
Fără o fundație,
astfel de clădire se pot scufunda, cădea sau înclina.
Pentru a preveni scufundarea unui turn de aproape jumătate de milioane de tone,
192 de piloni din beton și oțel au fost îngropați la peste 50 de metri adâncime.
Frecarea dintre piloni și pământ
menține în picioare această structuri imensă.
Pe lângă gravitația
ce trage clădirea în jos,
un zgârie-nori trebuie să facă față și vântului puternic,
ce suflă din lateral.
Într-o zi normală,
vântul poate exercita o forță de 8 kg per metru pătrat pe clădirile înalte,
la fel de mult ca o rafală de mingi de bowling.
Construind clădiri ce sunt aerodinamice,
precum Turnul Shanghai din China,
poate reduce această forță cu 25%.
Iar cadrele pentru vânt din afara sau interiorul clădirii
pot absorbi restul forței vântului,
precum cele ale Turnului Lotte din Seul.
Dar chiar și după toate aceste lucruri,
turnul se poate mișca în lateral
cu mai mult de un metru în timpul unui uragan.
Pentru a preveni ca vântul să destabilizeze etajele superioare,
multe clădiri folosesc o contragreutate de sute de tone
denumită „masă rezonantă sincronizată”.
Taipei 101, de exemplu,
are suspendată o sferă de metal gigantică deasupra etajului cu numărul 87.
Când vântul mișcă clădirea,
această sferă se balansează,
absorbind energia cinetică a clădirii.
Pe măsură ce mișcările ei stabilizează turnul,
cilindrii hidraulici dintre sferă și clădire
transformă această energie cinetică în căldură,
și stabilizează balansul clădirii
Folosind toate aceste tehnologii,
mega-structurile noastre pot rămâne în picioare.
Dar să traversezi repede astfel de clădiri e o provocare în sine.
În epoca lui Wright,
cele mai rapide lifturi se mișcau cu o viteză de 22 km pe oră.
Din fericire, lifturile de astăzi sunt mult mai rapide,
atingând viteze de peste 70 de km pe oră,
viitoarele cabine putând folosi bare magnetice fără frecare
pentru a obține viteze și mai mari.
Iar algoritmii de management ai traficului pot grupa călătorii pe destinații
pentru a duce pasagerii și cabinele goale unde e nevoie.
Zgârie-norii au parcurs un drum lung de la propunerea lui Wright.
Ce era considerat odată idei imposibile
au devenit oportunități arhitecturale.
Astăzi e o chestiune de timp
până când o clădirea va depăși înălțimea de un kilometru și jumătate.