Capital Gate: como o prédio mais inclinado fica de pé

O Capital Gate, em Abu Dhabi, é o prédio mais inclinado do mundo feito de propósito: 18 graus para o oeste, segundo o Guinness World Records. São mais de quatro vezes a inclinação da Torre de Pisa. A diferença é que em Pisa o solo cedeu, e no Capital Gate a inclinação foi desenhada, calculada e construída andar por andar.

Este artigo explica como o Capital Gate fica de pé: o núcleo de concreto que foi erguido torto para ficar reto, a malha de aço da fachada e as estacas da fundação. Os números vêm do Guinness, do Conselho de Edifícios Altos (CTBUH), do texto do escritório de arquitetura RMJM e da revista Engineering News-Record (ENR), e as contas mostram a escala.

Os números do Capital Gate

O registro do Guinness chama o prédio de edifício com a maior inclinação feita pelo homem. A ficha do CTBUH traz a altura arquitetônica e o projeto: arquitetura e estrutura do escritório RMJM. As duas fontes não coincidem na altura e no número de andares, provavelmente por critérios de medição diferentes, e por isso a tabela mostra os dois valores.

Onde a inclinação começa

A inclinação começa acima do chão. Segundo o texto do RMJM, as lajes ficam empilhadas na vertical até o 12º andar. Dali para cima, cada laje é deslocada em relação à de baixo, de 300 a 1.400 mm por andar. A revista ENR registrou, durante a obra, que o topo ficaria cerca de 30 m fora do centro da base. É um número de projeto.

Uma conta dá a escala desse número. Se os 160 m inteiros inclinassem 18 graus em linha reta a partir do chão, o topo ficaria deslocado em 160 × tangente de 18° = 160 × 0,325 ≈ 52 m (conta nossa). O deslocamento real, de cerca de 30 m, é menor porque os primeiros andares são verticais e a inclinação cresce aos poucos, em curva.

Com deslocamento médio de (300 + 1.400) ÷ 2 = 850 mm por andar, 24 andares acima do 12º somariam 24 × 0,85 ≈ 20 m (conta nossa, com os 36 andares do CTBUH). É a mesma ordem de grandeza dos 30 m da ENR; as fontes não dão o deslocamento de cada andar para fechar a conta.

O núcleo que foi construído torto

Todo prédio alto tem um núcleo de concreto, a coluna central com elevadores e escadas, que dá rigidez ao conjunto. No Capital Gate, o peso dos andares em balanço puxa o núcleo para o lado da inclinação. Se ele fosse construído reto, entortaria à medida que a carga chegasse.

A solução foi construí-lo torto para o lado contrário. O texto do RMJM descreve um núcleo pré-curvado, erguido deliberadamente fora do centro, que foi se endireitando com a subida do prédio. A ENR dá a medida dessa contracurva: 35 cm no total. É o mesmo raciocínio de uma viga fabricada com uma leve curva para cima, que fica plana quando recebe a carga.

Descrições da obra citam também a protensão do núcleo, com cabos de aço esticados dentro do concreto para mantê-lo comprimido; não encontramos esse detalhe no texto do RMJM. Segundo o escritório, o núcleo levou mais de 15.000 m³ de concreto e 10.000 t de aço de armadura. Com o concreto a 2,4 t por metro cúbico (valor usual), são 15.000 × 2,4 = 36.000 t só de concreto (conta nossa).

A malha de aço da fachada

Por fora, o prédio é envolvido por uma malha de peças de aço em losangos, a diagrid. Ela carrega o peso das lajes até o chão sem pilares verticais na fachada, o que seria impossível numa superfície que se curva. O RMJM informa 722 peças na malha externa, cada uma com cerca de 15 t, e cerca de 8.500 vigas de aço no prédio.

Como a fachada muda de inclinação a cada andar, as peças não se repetem: cada nó foi fabricado para o seu lugar. O mesmo vale para o vidro. O CTBUH registra 12.500 vidros de tamanhos diferentes. A ENR acrescenta que as barras da malha são seções retangulares de 60 por 40 cm, e que a maior força de tração numa delas chega a 850 t.

Por dentro, uma segunda malha de aço contorna o átrio central, um vazio de 60 m de altura segundo o RMJM. Outras formas de fazer o aço trabalhar em grandes vãos estão em o arco do estádio de Wembley.

A fundação: 490 estacas

Um prédio inclinado tenta tombar. A fundação precisa segurar o lado que afunda e o lado que tende a levantar. O Capital Gate se apoia em 490 estacas, perfuradas até 30 m de profundidade, sob uma laje de fundação de 2 m de espessura, segundo o RMJM. A ENR dá o diâmetro das estacas, de até 1 m, e o volume da laje: 6.000 m³.

Dividindo o volume pela espessura, 6.000 ÷ 2 = 3.000 m², a área da laje equivale a um quadrado de cerca de 55 m de lado (conta nossa).

Circula a versão de que as estacas “seguram o prédio por tração”, como âncoras. A ENR registra o ponto com mais cuidado: algumas estacas entram em tração por causa da carga excêntrica, mas o conjunto não trabalha predominantemente assim. A maior parte continua fazendo o que estaca faz, que é levar peso para baixo.

Capital Gate e Torre de Pisa

Quando o recorde foi anunciado, em junho de 2010, o jornal Khaleej Times registrou que a inclinação era mais de quatro vezes a de Pisa. Com Pisa perto de 4 graus depois da estabilização, a razão é 18 ÷ 4 = 4,5.

A diferença de engenharia é maior que a de ângulo. Em Pisa, a inclinação é um recalque: o solo mole cedeu de um lado, e séculos depois foi preciso retirar terra para estabilizar a torre, como contamos em a inclinação da Torre de Pisa. No Capital Gate, a inclinação está na estrutura, que avança no ar com os esforços previstos no cálculo.

O que funciona lá dentro

O prédio abriga escritórios e, a partir do 18º andar, um hotel, segundo a ENR. Do lado de fora, uma cobertura metálica em forma de onda sobe pela fachada e, segundo o RMJM, reduz em mais de 30% o calor do sol sobre o edifício. O contrato principal da obra, iniciado por volta de 2007, foi de cerca de 250 milhões de dólares, segundo a ENR. Outra torre dos Emirados Árabes, em Dubai, é assunto de Burj Khalifa.

Perguntas frequentes

Qual é o prédio mais inclinado do mundo?

O Capital Gate, em Abu Dhabi, com 18 graus, é o edifício com a maior inclinação feita de propósito, segundo o Guinness World Records.

O Capital Gate é mais inclinado que a Torre de Pisa?

Sim. São 18 graus, contra cerca de 4 da torre italiana.

Por que o Capital Gate não cai?

Porque o núcleo de concreto foi construído com uma contracurva e protendido, a malha de aço leva as cargas ao chão e 490 estacas ancoram a fundação.

Qual a altura do Capital Gate?

160 m pelo Guinness; 164,7 m de altura arquitetônica pelo CTBUH.

Quando o Capital Gate ficou pronto?

A obra foi de 2007 a 2011, segundo o CTBUH. O recorde do Guinness foi medido em 2010, com a parte externa concluída.

O prédio mais inclinado do mundo fica de pé porque a inclinação entrou no projeto como carga, e cada peça foi feita para ela: o núcleo erguido torto, as 722 peças da malha, as 490 estacas. Outras estruturas que levaram o cálculo ao limite estão em maiores obras de engenharia.

Imagem de destaque: O Capital Gate, em Abu Dhabi. Foto: Xiaotong Gao / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0.