Jeddah Tower: a simplicidade do projecto em altura
Robert Sinn, vice-presidente da Thornton Tomassetti e director do gabinete de Chicago desta consultora de engenharia, esteve em Lisboa, onde dissertou sobre o projecto da torre mais alta do mundo, a Jeddah Tower (também conhecida como a Kingdom Tower), na Arábia Saudita. O engenheiro norte-americano esteve no Instituto Superior Técnico, numa palestra promovida pelo Fórum Civil, onde abordou as particularidades do projecto que desenvolveu para esta infra-estrutura em construção na Península Arábica, cuja conclusão está prevista para 2019
Pedro Cristino
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Robert Sinn, vice-presidente da Thornton Tomassetti e director do gabinete de Chicago desta consultora de engenharia, esteve em Lisboa, onde dissertou sobre o projecto da torre mais alta do mundo, a Jeddah Tower (também conhecida como a Kingdom Tower), na Arábia Saudita. O engenheiro norte-americano esteve no Instituto Superior Técnico, numa palestra promovida pelo Fórum Civil, onde abordou as particularidades do projecto que desenvolveu para esta infra-estrutura em construção na Península Arábica, cuja conclusão está prevista para 2019.
Códigos americanos
O projecto para aquela que será a torre mais alta do mundo foi adjudicado através de um concurso internacional em 2009, a esta empresa de Chicago, que contou com o atelier Adrian Smith + Gordon Gill para o projecto de arquitectura e com a Langan para a geotecnia. “Concluímos o projecto em 2013”, afirmou Sinn perante a plateia do Técnico, destacando que a torre não demorou quatro anos a desenhar. De acordo com o engenheiro, o processo deparou-se com paragens e arranques e todo o projecto para o betão – “é uma torre quase totalmente em betão” – foi seguindo o Código 318 do American Concrete Institute, um código “muito vulgar no Médio Oriente”, como “quase todos os códigos dos EUA para o projecto de estruturas”. Aos presentes, Sinn fez o enquadramento contextual deste projecto, explicando que a cidade de Jeddah é, “historicamente, a entrada para as cidades sagradas de Meca e Medina”. “A maioria dos peregrinos muçulmanos que se deslocam a estas cidades sagradas, fazem-no através do aeroporto de Jeddah e essa é a história da cidade”, explicou. Neste contexto, revelou também que a torre será o centro de um “masterplan” de grandes dimensões. Segundo Robert Sinn, “a estratégia de construir uma torre muito grande, muito dispendiosa e, depois, rodeá-la com muitos outros edifícios é uma estratégia que funcionou já várias vezes e em diversos locais do Médio Oriente” e, neste contexto, revelou que existe “uma grande necessidade de habitação para o segmento alto em Jeddah, uma das cidades de mais rápido crescimento no reino saudita, e a torre terá um grande papel nisso”. A Jeddah Tower não será apenas o mais alto edifício do mundo, mas também “a primeira estrutura construída pelo homem a alcançar a altura de um quilómetro”. Primordialmente um edifício de habitação, esta estrutura terá algum espaço para escritórios na sua base e um hotel de cinco estrelas logo por cima.
Simplicidade em altura
“Pela forma como a torre se configura, vê-se que tem três “pernas” e afunila à medida que prossegue a sua ascensão vertical”, mostrou o autor do projecto, realçando também a simplicidade do mesmo. A estrutura é, segundo Robert Sinn, “muito simples”. “Não é de todo uma estrutura complexa: é um sistema de estruturas de suporte, um sistema muito antigo”, afirmou, explicando que, na realidade, são dois sistemas separados. “À medida que a estrutura afunila, a dois terços da sua altura torna-se tão estreita que não existem pisos na base superior desta torre, consistindo os últimos 300 metros apenas no pináculo – “um vazio de betão”. Para o resto da torre, o sistema consiste em estruturas de suporte. Todavia, os dois sistemas “estão ligados num ponto de transição”, não existindo “descontinuidade entre ambos”. Para explicar o seu projecto, o vice-presidente da Thornton Tomassetti remeteu para a história dos arranha-céus, dos quais sempre foi “um fã”. “O sistema que tentei desenhar é muito semelhante ao do Burj Khalifa, embora existam algumas diferenças bastante grandes”, destacou, afirmando que “nada é necessariamente 100% novo”. “Todos os sistemas que desenvolvemos para edifícios altos têm uma história consigo – temos tendência a dar passos curtos nestes edifícios em altura”, explicou.
O segredo nas paredes
Para este projecto, Sinn não recorreu a pilares, mas sim a estruturas – paredes – de suporte em betão, edificadas na base. “Basicamente, todas as paredes do sistema são verticais – embora existam algumas inclinadas – e estão todas ligadas através de vigas, colocadas acima das passagens e entradas”, afirmou o engenheiro, explicando também que não existe nenhuma parte da estrutura “desligada do resto”, uma vez que todas têm o seu papel no contexto das acções do vento e da resistência sísmica. “Costumo dizer às pessoas que não existe colunas, é tudo paredes”, assegurou, acrescentando que nenhuma destas paredes foi instalada em vigas de transição: as paredes verticais continuam pelo edifício acima, até às extremidades, a partir de um piso em lajes de betão. Apesar de se tratar do edifício mais alto do mundo, é, na realidade, “muito simples de construir”, de acordo com o autor do projecto, que revelou a ambição de “construir algo que pode ser feito com a tecnologia disponível no Reino da Arábia Saudita”, um aspecto que, para Sinn, é “fundamental”.
Em termos do funcionamento arquitectónico, a torre dispõe de três entradas, uma para cada utilização – escritórios, hotel e habitação – em cada uma das “pernas” deste edifício. Em cada uma das extremidades situam-se algumas das paredes de suporte desenhadas por Robert Sinn e à medida que alguém passa por uma entrada, passa por debaixo das vigas a que o engenheiro recorreu para ligar o sistema estrutural. Para Sinn, este sistema é, porventura, “melhor para unidades residenciais”, uma vez que estas não requerem “grandes espaços para a estrutura”. No topo do edifício, as três alas distintas têm o mesmo comprimento. “Cada uma delas afunila num ângulo para a totalidade da altura do edifício e, assim, uma ala irá arquear-se em três graus e outra terá um ângulo ligeiramente diferente”. Cada uma destas alas tem uma curva diferente e atinge o cimo do edifício a uma elevação diferente. A ala que está defronte para a cidade sagrada de Meca é a mais alta e tem o ângulo mais vertical das três.
Recusar a descontinuidade
De acordo com Robert Sinn, “não existem descontinuidades” nesta estrutura. O que sucede, segundo o engenheiro, “é que as paredes de suporte, no final de cada ala, aproximam-se cada vez e, num dado ponto, quase se tocam”. Quando tal acontece, é feita uma transição entre a área habitável do edifício e o pináculo. “Por isso existe uma transição – uma peça de betão de quatro metros que liga as paredes da parte inferior ao pináculo da parte superior”, explicou o responsável da consultora. Todavia, as paredes em si “iniciam-se na fundação e seguem até ao topo do edifício sem nenhuma interrupção”. Segundo Sinn, a linha entre a parede de suporte e o pináculo “é idêntica – têm o mesmo declive e quando digo que são dois sistemas interligados é a isso que me refiro”. Neste desenho, as paredes de suporte têm “alguma hierarquia”, com base na forma como são olhadas “de um ponto de vista estrutural”. “A primeira é uma parede triangular e uma grande parte da sua função consiste na rigidez e forças torsionais”, indicou o engenheiro, referindo-se a este elemento como “uma secção fechada”, sem muitas aberturas, uma vez que estas se encontram noutro local, e como “uma parede quase sólida, com espessura de 800 milímetros na base do edifício”. O segundo ponto desta hierarquia reside na forma como as paredes se organizam ao longo dos corredores. “As paredes que têm mais aberturas estão todas ligadas com vigas, que têm 1,6 metros de profundidade”, em pisos com alturas médias de quatro metros. Estas paredes têm a espessura de 1 metro na base da torre. “Depois há as paredes transversais com vigas de ligação, que vão desde uma ponta à outra do edifício”, apontou, explicando que designou estes elementos de “paredes de estabilização, pois aumentam a estabilidade da torre”. Para este engenheiro, as paredes mais importantes “são as únicas que afunilam”. “As paredes das extremidades são altamente tensionadas porque são as que estão mais longe do eixo central do edifício”, explica, referindo que estas têm 1,2 metros de espessura na base, a espessura máxima de todas as paredes de suporte do edifício, e algo que, segundo Robert Sinn, “chocou o empreiteiro” – Saudi Binladin Group. “Há edifícios com cerca de um terço da altura da Jeddah Tower com paredes dessa espessura, mas estamos a utilizar todas as paredes do edifício para resistir às cargas gravitacionais e às cargas do vento”, ressalvou o projectista.
Betão de alta resistência
Relativamente a materiais, “diria que são materiais de alta resistência mas não invulgares”, afirmou Robert Sinn, indicando que o betão tem uma força de 85 megapascal. O engenheiro revelou a sua preferência por betão de 100 megapascal, contudo, “o empreiteiro estava algo preocupado com o controlo de qualidade para esse betão de alta resistência”. Com a possibilidade de utilizar um betão mais resistente, apesar de não se alterar a espessura das paredes de suporte, iria ser reduzida a quantidade de reforço aplicada. De acordo com Sinn, “todo o betão da torre é auto-compactável e esse é, cada vez mais, o padrão”. Por outro lado, o facto de se tratar de um projecto para um arranha-céus obrigou à especificação não só da resistência, mas também da rigidez do betão, o que levou à realização de testes de elasticidade, o que criou um desafio, uma vez que “não há no Médio Oriente ou na Europa laboratórios com capacidade para testar este betão de maior resistência para efeitos de encolhimento e retracção”, o que exigiu que os materiais fossem transportados para um laboratório perto de Chicago, onde foram testados. Por outro lado, apesar de não existir “praticamente actividade sísmica na Penísula Árabe”, teve de ser tido em conta o projecto sísmico. “O dimensionamento para todas as torres em altura tem como base o vento – é todo o critério de projecto para estes edifícios”, salientou o engenheiro norte-americano, revelando que, para esta torre, teve de recorrer a dois laboratórios canadianos para realizar os testes em túnel de vento. Os resultados de cada um dos laboratórios foram similares.
Fundação
O sistema de fundações consistiu num ensoleiramento reforçado por estacas – 270 em série, que variam em comprimento e ligadas, na sua totalidade, por uma laje de fundo. No centro, foram instaladas as estacas mais longas, com 150 metros. Estas são “as que têm a carga mais leve e a razão por serem tão longas explica-se com o sistema de paredes de suporte”. “Na altura em que as cargas atingem a base da torre, as tensões nas paredes têm de ser todas iguais – é fundamental!”, destacou Robert Sinn. Segundo o engenheiro, “o sistema é tão rígido para as cargas gravitacionais da torre, com todas as vigas de ligação, que é necessário haver uma fundação muito rígida, não apenas resistente”. Neste sentido, “tem de haver rigidez suficiente para limitar o diferencial entre o centro e as extremidades do edifício”. E é precisamente isso que as estacas mais longas, no núcleo, fazem. “A maioria das fundações para este tipo de edifícios tende a ter a maioria do assentamento no centro e menos nas extremidades”, referiu o projectista, explicando que a forma de contrariar esta situação consiste em colocar as estacas no centro. “Se não o fizermos – se não tivermos uma fundação com rigidez suficiente – não sobrecarregaremos as estacas ou a fundação, mas corremos o risco de sobrecarregar o edifício”, explicou, afirmando que, assim, “estamos a proteger mais a estrutura da torre do que a fundação”. Por outro lado, à medida que estas torres de grande altura vão sendo construídas, tendem a pressionar, no sentido descendente, toda a envolvente, no que concerne a assentamentos. “Prevemos cerca de 10 centímetros de assentamento, a longo prazo, para esta torre”, salientou, afirmando que, se a construção das estruturas à volta deste edifício tivesse arrancado paralelamente à construção do edifício, “estas afundar-se-iam juntamente com a torre”. Assim, teve de ser adiada a construção de todas as estruturas imediatamente à volta da Jeddah Tower. Apesar de, uma vez construída, a Jeddah Tower passar a ser o edifício mais alto do mundo, Robert Sinn não tem ilusões: “há sempre um próximo edifício mais alto”. Todavia, até que ponto é exequível a construção de edifícios com alturas superiores à deste? “Podemos projectá-lo, mas quem irá querer construí-lo? Estou convencido de que não será no meu tempo”, concluiu Robert Sinn.
