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11 de setembro: como a Ciência explica a queda das Torres Gêmeas?

No dia 11 de setembro de 2001, dois aviões Boeing 767 colidiram com as Torres Gêmeas de Nova York — considerados os prédios mais altos da cidade, com 110 andares. A Torre Norte, atingida às 8h45, pegou fogo durante 102 minutos antes de colapsar em 11 segundos. 

Dezoito minutos depois da primeira aeronave se chocar com o 1° arranha-céu, o segundo avião atingiu a Torre Sul. Esta, por sua vez, resistiu às chamas por 56 minutos, até desabar por completa em 9 segundos. O resultado das 2 quedas foi 2.606 mortos. Mas o impacto dos aviões teria sido o suficiente para derrubar o World Trade Center por completo? Vamos ver o que a Ciência fala sobre isso!

Design das torres

(Fonte: Wikimedia Commons)(Fonte: Wikimedia Commons)

Construídas em meados de 1960, as Torres Gêmeas introduziram um novo conceito de arranha-céu no mercado. Com o objetivo de acelerar o processo de construção e diminuir o orçamento do projeto final, os prédios foram feitos com materiais mais leves e métodos de construção modular.

Cada torre tinha 64 m², estando a 411 metros de distância do chão e 21 metros afundada no subsolo. O peso total da construção era em torno de 500 mil toneladas. Apesar do tamanho colossal, os prédios foram projetados para resistir mais a força do vento do que a gravidade.

Cada arranha-céu foi construído para aguentar um furacão de 225 km/h — o que seria o equivalente a uma carga de 5 mil toneladas. O World Trade Center revolucionou a forma como a engenharia de arranha-céus era feita e mostrou ao mundo o futuro da Arquitetura. Porém, isso não foi o suficiente para impedir a tragédia.

A queda dos edifícios

(Fonte: Wikimedia Commons)(Fonte: Wikimedia Commons)

Logo após os ataques terroristas, o Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), liderado pelo engenheiro civil Eduardo Kausel, passou a averiguar as causas do colapso em um ponto de vista de estrutura, engenharia e arquitetura.

Como resultado de um árduo trabalho, os pesquisadores do MIT descobriram que a queda do World Trade Center esteve associada a uma série de fenômenos físicos e químicos que desencadearam uma catástrofe inimaginável para qualquer pessoa naquela época. 

De acordo com o documento elaborado pela instituição, publicado em 2002, as torres entraram em colapso principalmente pela combinação de dois fatores: os dados estruturais causados pelas aeronaves em cada edifício e a cadeia de incêndios que tomaram conta de vários andares dos prédios. 

As conclusões do estudo foram as mesmas alcançadas pelo relatório do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (Nist), encomendado pelo governo dos Estados Unidos para descobrir por que as torres caíram. A versão final dessa análise foi publicada apenas em 2008.

Combinação de fatores

(Fonte: Unsplash)(Fonte: Unsplash)

Na visão de Kausel, os prédios não teriam desabado caso a estrutura não tivesse entrado em chamas ou se apenas tivesse pegado fogo sem ter sofrido os danos estruturais. O colapso dos edifícios só aconteceu porque a combinação dos dois fatores realmente foi fatal.

O relatório do Nist aponta que existem documentos oficiais garantindo que o World Trade Center foi projetado para suportar o impacto de um Boeing 707, que era considerado o maior avião comercial na época da construção. Mesmo assim, os pesquisadores relataram que não encontraram quais foram os critérios usados para chegar a essa conclusão.

Vale ressaltar que ambas as torres foram atingidas por um Boeing 767, maior do que o Boeing 707. Segundo o Nist, esse impacto danificou severamente as colunas de sustentação e desalojou a fina camada de proteção contra incêndio que cobria a estrutura das vigas e colunas de aço.

Sendo assim, os dados estruturais abriram as portas para que o fogo se espalhasse pelos andares. Por sua vez, as chamas provocaram danos estruturais ainda maiores. Os estudos mostram que a temperatura das estruturas ultrapassou a marca de 1.000 °C, fazendo os vidros das janelas dilatarem e quebrarem, alimentando o fogo com o aumento do fluxo de ar.

Explosão fatal e colapso

(Fonte: Unsplash)(Fonte: Unsplash)

Dados oficiais estimam que cada avião estava carregado com 37.850 litros de combustível, do qual boa parte foi queimado durante o impacto. Entretanto, parte dessa carga foi derramada para os outros andares e, assim, o fogo se expandiu pelos prédios, avançando pelas estruturas.

O calor intenso expandiu as vigas e lajes de cada andar, as quais se separaram entre si. Esse processo fez as colunas de sustentação serem empurradas para fora da estrutura. Então, as chamas amoleceram o aço das vigas e as tornaram maleáveis.

Em questão de minutos, toda a estrutura rígida passou a desabar. A análise feita pelo MIT ressalta que as vigas puxaram as colunas de sustentação com tanta força que, em alguns casos, os parafusos que as prendiam foram destruídos e os pisos cederam por completo.

Os escombros, então, passaram a provocar sobrepeso nos pisos inferiores. Com as colunas enfraquecidas, o efeito cascata se tornou inevitável e, em segundos, os prédios desapareceram. O fogo nos escombros continuou a arder por 100 dias, mas as vidas das pessoas que morreram nessa tragédia seguem sendo lamentadas mesmo após 20 anos do acidente.

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