O que os engenheiros estruturais aprenderam com o 11 de setembro

Os membros da profissão estudam esses eventos trágicos para tentar garantir que algo semelhante não aconteça novamente

Os eventos de 11 de setembro abalaram o mundo. Antes daquele dia, não poderíamos imaginar que alguém seria ousado e cruel o suficiente para decretar tamanha violência. Não poderíamos imaginar que dois arranha-céus icônicos de 110 andares desabariam no meio de uma cidade dos Estados Unidos, arrancando e esmagando outros prédios por centenas de metros em todas as direções. Nós nos perguntamos: "Como isso pode acontecer? Como eles podem entrar em colapso?" São perguntas naturais que expressam o tamanho da perda que sentimos naquele dia.

Os engenheiros estruturais também fizeram essas perguntas, mas também fizeram a pergunta oposta: como as torres do World Trade Center conseguiram resistir ao ataque, mesmo que por um curto período de tempo? O dano foi extenso. Aeronaves comerciais voando quase em velocidade máxima colidiram com os prédios, abrindo amplas faixas nas paredes externas e causando grandes danos internos. Isso não deveria ter sido suficiente para causar um colapso imediato?

As torres gêmeas não foram projetadas para resistir ao tipo de dano que sofreram. No máximo, quando foram projetados, havia a preocupação de que uma aeronave errante pudesse atingir acidentalmente uma das torres. Os engenheiros podem ter presumido que os incêndios em qualquer edifício provavelmente seriam confinados a um andar e que os sistemas de sprinklers funcionariam corretamente.

O que vimos foi muito diferente. Muitos elementos estruturais importantes foram destruídos instantaneamente e grandes incêndios ocorreram simultaneamente em vários andares com sprinklers danificados. Os prédios resistiram, ainda que brevemente, principalmente porque suas estruturas tinham mecanismos redundantes para suportar o peso.

Você viu fotos das torres anteriores ao 11 de setembro. As paredes externas tinham janelas estreitas flanqueadas por colunas de aço espaçadas de forma incomum. Havia também vigas profundas nos níveis do piso, formando uma estreita treliça de aço que cobria as superfícies dos edifícios.

Grande parte da soldagem foi realizada fora do local. Painéis de treliça de três andares por três colunas de largura foram fabricados em uma fábrica e transportados para o centro de Manhattan. Para aumentar a resistência, esses painéis foram escalonados verticalmente, como peças de um quebra-cabeça, de modo que todas as partes superiores e inferiores não se alinhassem no mesmo nível do piso.

Os quatro lados de cada edifício formavam um tubo com fendas nas janelas. Este tubo foi projetado para suportar o peso do edifício e seu conteúdo diretamente para baixo, para as fundações. As paredes funcionavam como vigas verticais, largas e altas como os prédios, que se inclinavam para os lados para absorver as cargas do vento.

Quando a aeronave cortou fileiras de colunas e vigas nas paredes externas, um campo de treliça acima do dano forneceu vigas horizontais de vários andares de profundidade para cobrir o corte. Ao mesmo tempo, as paredes externas danificadas foram parcialmente penduradas na estrutura acima.

A força dos elementos estruturais bem espaçados permitiu que as paredes caíssem um pouco sem cair totalmente. Nesse estado, as torres permanentes permitiram que muitos ocupantes abaixo dos andares de colisão e nos edifícios vizinhos escapassem.

A falha finalmente ocorreu quando os intensos incêndios dentro das torres enfraqueceram os sistemas de piso que sustentavam as paredes externas. Quando as paredes se dobraram, as partes superiores dos edifícios caíram como blocos e foram cravadas nos andares inferiores à medida que caíam, como uma cabeça de machado cravada na madeira para quebrá-la.

Também sabemos que o Pentágono foi atacado com um avião em 11 de setembro. Provavelmente menos conhecido é que parte da área danificada permaneceu por cerca de 20 minutos antes de também desabar. O Pentágono, com cinco andares de altura, foi minado por um avião que caiu em seu primeiro andar, demolindo várias colunas lá e várias no andar de cima. No entanto, aguentou tempo suficiente para que todos nos três níveis superiores evacuassem antes do colapso.

O Pentágono tem uma estrutura de concreto reforçado com aço com um sistema de piso "bidirecional": as vigas correm nos dois sentidos entre as colunas, fornecendo um mecanismo secundário para suportar o peso. Quando as colunas foram destruídas, o edifício acima cedeu. Mas