Putem construi un zgârie-nori de un kilometru și jumătate înălțime?

Vezi lecția completă: https://ed.ted.com/lessons/will-there-ever-be-a-mile-high-skyscraper-stefan-al

În 1956, arhitectul Frank Lloyd Wrigh a propus un zgârie-nori de un kilometru și jumătate înălțime, o clădire de cinci ori mai înaltă decât Turnul Eiffel. Deși acest turn masiv nu a fost niciodată construit, astăzi clădiri din ce în ce ai mari sunt construite peste tot în lume. Cum s-au transformat aceste idei imposibile în oportunități arhitecturale? Stefan Al explică cum au ajuns aceste megastructuri să ne domine peisajele urbane prezente.

Lecție de Stefan Al, regia de TED-Ed.

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.