Arquitetos de edifícios famosos permanecem na memória. Os engenheiros por trás deles, pessoas que transformaram os seus projetos em realidade, muitas vezes ficam, no entanto, de fora. E merecem, pelo menos, tanto reconhecimento quanto os criadores criativos de obras de construção conhecidas. Hoje queremos apresentar-vos um desses engenheiros: Fazlur Rahman Khan.
Arranha-céus: Não sem Fazlur Rahman Khan
Provavelmente, todos vocês já estiveram alguma vez numa grande cidade. Talvez até vivam vocês próprios numa. Então certamente conhecem isto: fachadas modernas de vidro que parecem não ter fim para cima. Como se os gigantes de aço e vidro crescessem infinitamente em direção ao céu.
Os arranha-céus há muito que fazem parte da paisagem urbana; são completamente naturais. Tornou-os possíveis um homem de quem talvez nunca tenham ouvido falar: Fazlur Rahman Khan. Como um dos mais importantes engenheiros civis do século XX, revolucionou a construção de edifícios altos e tornou possíveis edifícios famosos como o Burj Khalifa.
Fazlur Rahman Khan: Quando os edifícios altos atingiram os seus limites
Nos anos 50 e 60, a construção de edifícios altos era mais do que apenas criar espaço habitacional. Uma construção especialmente alta significava, acima de tudo, prestígio: para os seus criadores e para a respetiva cidade. Cada metrópole que se prezasse queria ter pelo menos um edifício especialmente alto.
Os métodos de construção da época não eram, no entanto, suficientes para isso. Os custos dos materiais eram demasiado elevados, e o peso próprio parecia demasiado grande. A isto juntavam-se as cargas do vento ou dos sismos, que não eram apenas difíceis de compensar, mas exigiam cálculos altamente complexos. Recordemos: na altura ainda não existia software de cálculo estrutural que pudesse calcular algo deste género. A construção convencional em estrutura de aço tornava-se cada vez mais ineficiente.
Havia, portanto, problemas na construção de edifícios altos, e estes estavam longe de ser pequenos. Em particular, a ação do vento mostrava os limites dos edifícios altos. Quanto mais alto um edifício, maiores as forças do vento que atuam horizontalmente e lateralmente sobre a estrutura. Um edifício alto em que, sobretudo, os ventos laterais se tornaram um problema foi, por exemplo, o Citigroup Center em Nova Iorque. Se quiserem ler mais sobre isso, encontram o artigo aqui: Citigroup Center: pânico, encobrimento e um furacão .
Fazlur Rahman Khan: Inovação no arranha-céus
Fazlur Rahman Khan nasceu no atual Bangladexe e estudou engenharia civil no Indian Institute of Engineering Science and Technology em Shibpur. Posteriormente, obteve a sua licenciatura em engenharia civil na Bangladesh University of Engineering and Technology.
Graças ao apoio de duas bolsas de estudo, Fazlur Rahman Khan pôde viajar para os Estados Unidos em 1952. Aí estudou na University of Illinois e, em apenas três anos, obteve dois mestrados – um em estruturas e outro em mecânica teórica e aplicada. A isto seguiu-se um doutoramento em estruturas. Bastante impressionante, não acham?
Uma pequena curiosidade, de passagem: Fazlur Rahman Khan só viu o seu primeiro arranha-céus aos 21 anos. Na sua cidade natal, nenhum edifício tinha mais de três andares. Entrar, nos EUA, em edifícios de altura média – segundo os padrões de hoje – deve ter sido emocionante para ele: não apenas algo completamente novo, mas também uma enorme fonte de inspiração.
Fazlur Rahman Khan e o sistema de tubo
Após concluir os seus estudos, Fazlur Rahman Khan დაიწყო a sua atividade no escritório de arquitetura Skidmore, Owings & Merrill (SOM) em Chicago. Onze anos depois, tornou-se até sócio. Enquanto os arquitetos do seu escritório, como por exemplo Bruce Graham, concebiam edifícios, ele refletia sobre como resolver o problema da construção moderna de edifícios altos.
O principal problema eram o material e o seu peso próprio. Construir em altura era absolutamente ineficiente e caro. Para vos explicar isto de forma clara, vamos ver brevemente como se até esse momento construía quando se tratava de edifícios o mais altos possível.
O clássico: estrutura de aço ("estrutura esquelética")
O clássico, até então, era a construção em estrutura de aço, também chamada estrutura esquelética. O nome já diz bastante: tratava-se de um esqueleto para o futuro edifício, uma densa rede de pilares de aço e vigas.
As cargas que atuam sobre a construção são absorvidas no interior precisamente por esse esqueleto. A fachada é aqui apenas uma envolvente, que é posteriormente anexada. O problema: a partir de uma certa altura, o vento torna-se um grande risco. Porque este provoca oscilações, flexão e faz com que todo o edifício funcione como uma enorme alavanca.
A única solução era instalar vigas de aço mais espessas, mais pilares e malhas mais apertadas da rede de aço. No entanto, aí surgia o principal problema dos edifícios altos dessa época: tornavam-se demasiado pesados e demasiado caros. Mais custos de material, espaços interiores pouco práticos devido ao excesso de pilares e, consequentemente, plantas baixas inflexíveis e pouco utilizáveis.
Em resumo: o sistema simplesmente não era suficientemente eficiente para grandes alturas e atingia rapidamente os seus limites. Fazlur Rahman Khan colocou uma questão decisiva: porque é que a estrutura resistente está no interior, quando no exterior seria muito mais útil? Vamos aprofundar o assunto!
Inovação de Fazlur Rahman Khan: sistema de tubo
Fazlur Rahman Khan concebeu um conceito completamente novo: o edifício torna-se ele próprio a estrutura resistente. Bem, a ideia não era totalmente nova, pois a inspiração veio-lhe diretamente da natureza da sua terra natal. Uma das espécies de plantas mais comuns lá é o bambu. E este cresce em tubos ocos, encaixados uns nos outros.
Aqui, toda a estrutura resistente é a própria envolvente! E Fazlur Rahman Khan transferiu este princípio para os edifícios altos. A sua abordagem baseava-se em pilares verticais muito próximos entre si, que eram ligados por vigas horizontais. Deste modo, obtinha-se uma pele exterior rígida que absorve a maior parte da carga e a transmite para as fundações.
Graças a esta inovação de Fazlur Rahman Khan, os edifícios altos precisavam de significativamente menos elementos resistentes no interior. Isso permitiu criar as grandes áreas livres que conhecemos, por exemplo, como típicos escritórios em open space nos centros urbanos.
O sistema estrutural de Fazlur Rahman Khan já não se concentrava para o interior, mas para o exterior. Isso trouxe muita estabilidade, pois os edifícios tornaram-se significativamente mais resistentes a oscilações e flexão. E não demorou muito até ele conseguir colocar a sua teoria em prática.
Fazlur Rahman Khan: Os seus edifícios mais famosos
O seu primeiro edifício com construção tubular foi o edifício de apartamentos Chestnut De-Witt. Além disso, colaborou nos projetos do John Hancock Center com 100 andares. A sua boa reputação no meio técnico valeu-lhe rapidamente as alcunhas de "Einstein da engenharia civil" e "o maior engenheiro civil do século XX".
A sua obra-prima, no entanto, foi a Sears Tower em Chicago, com 110 andares. Mais tarde, foi renomeada Willis Tower e, de 1973 a 1998, foi o edifício mais alto do mundo. Sem o inovador sistema tubular de Fazlur Rahman Khan, estas construções nem sequer teriam podido ser realizadas.
Graças ao sistema de tubo, os edifícios podiam atingir alturas enormes sem perder estabilidade estrutural. A isto juntava-se a forma de construção eficiente, que se refletia sobretudo em custos de construção mais baixos e menor consumo de material. Com isso, Fazlur Rahman Khan estabeleceu novos padrões na construção de edifícios altos em todo o mundo.
Fazlur Rahman Khan: Pioneiro do CAD
Não apenas em termos de sistemas construtivos, Fazlur Rahman Khan foi um verdadeiro pioneiro, que procurava sempre formas de tornar os edifícios mais eficientes. Na década de 1970 surgiram no mercado as primeiras análises estruturais para computadores verdadeiramente relevantes: o nascimento do software de cálculo estrutural.
A SOM, o escritório de arquitetura onde Fazlur Rahman Khan era sócio, tornou-se um dos primeiros a lidar concretamente com isso. Foram Graham e Khan que convenceram os seus parceiros a adquirir um computador central. Na área da construção, as novas tecnologias já então eram vistas com alguma desconfiança. Mas os seus parceiros concordaram e Khan დაიწყო a programar o sistema para a resolução de equações para o projeto estrutural. Com isso, realizou um verdadeiro trabalho pioneiro para todo o setor.
Conclusão: O legado de Fazlur Rahman Khan
Fazlur Rahman Khan morreu aos 52 anos, vítima das consequências de um enfarte. Mas o seu método construtivo inovador para edifícios altos continua até hoje a ter grande influência na forma como construímos. Arranha-céus como o Burj Khalifa ou o One World Trade Center baseiam-se no seu trabalho.
Sem o sistema de tubo de Fazlur Rahman Khan, construções deste tipo dificilmente teriam sido possíveis nesta forma. Embora tenha gozado de grande reconhecimento no meio técnico – e continue a gozá-lo até hoje – o seu nome é pouco conhecido do público em geral. Os engenheiros, afinal, trabalham mais nos bastidores.
É certo: Fazlur Rahman Khan mudou de forma duradoura o nosso setor da construção. Deu-nos um sistema construtivo que tornou possíveis as modernas skylines, como as que aparecem em inúmeras fotografias. Talvez da próxima vez pensem nisso quando olharem para cima numa grande cidade e admirarem como o céu azul e límpido se reflete na fachada de um arranha-céus. É precisamente essa fachada que suporta todo o edifício.
