Piramidele egiptene au fost zgârie-nori din vremea lor - și au stat 5.000 de ani. Zgârie-nori moderni vor putea repeta o asemenea fază? Primele fisuri au apărut în aprilie. Până la 29 iunie 1995, o rețea mare de fisuri se răspândise pe tavanul de la etajul cinci al unuia dintre cele mai aglomerate magazine din Seul. Câteva ore mai târziu, de pe acoperiș au apărut zgomote puternice. Crăpăturile au crescut.
A fost convocată o ședință a consiliului de urgență, dar președintele a refuzat definitiv să evacueze, invocând profituri pierdute. Apoi a părăsit clădirea.
Pe la cinci seara, tavanul de la etajul al cincilea a început să se prăbușească. Cumpărăturile au continuat ca de obicei, până când s-a auzit alarma aproape o oră mai târziu. Dar era prea tarziu. Mai întâi, acoperișul s-a prăbușit și apoi s-au ridicat stâlpii principali de susținere ai clădirii, în urma căreia toată aripa sudică a clădirii s-a prăbușit în subsol. 1.500 de oameni au fost prinși - inclusiv fiica vitregă a președintelui - și 502 nu au ieșit niciodată din ea.
Colapsul magazinelor Samsung este un exemplu de cât de fragile pot fi structurile moderne. Chiar și cu cele mai noi materiale, echipamente și o înțelegere avansată a fizicii, această clădire nu a durat cinci ani, cu atât mai puțin 5000.
Între timp, piramidele egiptene au adunat mulți spectatori timp de mai multe milenii. Cutremure, eroziune, vandalism - piramidele au supraviețuit chiar și prăbușirii civilizației și transformarea Saharei dintr-o pășune luxuriantă în vastul deșert de astăzi.
Marea Piramidă din Giza - construită în 2540 î. Hr. - este de neegalat în materie de materiale, proiectare și inginerie, atât înainte, cât și după clădiri. Turiștii greci antici au mers mii de kilometri pentru a privi blocurile sale, lustruite până la punctul în care erau descriși să strălucească; numele călătorilor pot fi găsite sculptate în zidurile piramidei până în zilele noastre.
Cleopatra locuia mai aproape de cea mai înaltă clădire din lume astăzi - Burj Khalifa - decât de acest mormânt monumental. Când ultimii mamuti au murit, ea avea deja 1000 de ani.
Video promotional:
Piramida din Giza a fost zgârie-nori a timpului său, depășind orice clădire din lume, până când în sfârșit, în urmă cu aproximativ 700 de ani, a fost construită Catedrala Lincoln. „Vechii egipteni au creat - urăsc să o spun - o platformă de lansare pentru ca morții să călătorească la soare și stele”, spune Donald Redford, care a studiat piramidele timp de patruzeci de ani.
Înaintați repede până în 2016, unde am acoperit deja cerul cu zgârie-nori, turnuri de ceas și roboți cu 20 de etaje și intenționăm să construim o clădire înălțime de un kilometru și jumătate. Deși nu se știe încă dacă poate fi construit deloc. Intrăm în era zgârie-noriului, deoarece tot mai mulți oameni călătoresc din sate în orașe aglomerate.
Aceste clădiri trebuie să reziste la forțe extraordinare pentru a rămâne în poziție verticală, inclusiv lovituri de fulgere constante și vânturi care suflă la 150 km / h - ca să nu mai vorbim de efectul constant al gravitației. În unele zone, se pot adăuga cutremure puternice acestei liste. Care este secretul piramidelor? Pot zgârie-nori moderni să supraviețuiască?
De fapt, epoca impresionantă a piramidelor nu este o coincidență. Vechii egipteni credeau că viața după moarte va fi veșnică și au depus mari eforturi pentru a-și păstra mormintele bine. Designul piramidelor s-a schimbat timp de mii de ani, pe măsură ce constructorii lor au experimentat materiale și arhitectură pentru a se potrivi ambițiilor lor.
„Au spus întotdeauna că este o clădire„ pentru eternitate”,„ pentru totdeauna și pentru totdeauna”- aceste expresii erau în mod constant în vocabularul lor”, spune Redford, în prezent la Penn State University. Erau atât de încrezători în abilitățile lor, încât „milioane și milioane de ani” au fost incluși în numele multor piramide.
În ciuda tuturor încercărilor și exagerărilor lor, egiptenii nu știau exact ce făceau, iar acesta era mai mult avantajul lor decât un dezavantaj. Pentru a umple golurile de înțelegere a legilor fizicii, primele piramide au fost construite ținând cont de toate fortificațiile posibile. Știau despre stâlpi, dar nu știau că pot susține acoperișul. Prin urmare, au fost adăugate ziduri suplimentare, în caz.
O altă explicație este dimensiunea sa uriașă. Luați Marea Piramidă, care este mai mult un munte creat de om decât o clădire formată din aproape șase milioane de tone de rocă solidă. Cinci mii de ani este o prostie, având în vedere că calcarul care alcătuiește blocurile piramidale a fost în pământ de 50 de milioane de ani sau cam așa ceva.
În comparație, zgârie-norii moderni sunt eficient ușoare și inteligente. A fost nevoie de doar 110.000 de tone de beton și 39.000 de tone de oțel pentru a construi Burjul, care este de șase ori înălțimea Marii Piramide. „Au proiectat clădiri care vor dura pentru totdeauna - nu o prioritate astăzi. Proiectăm clădiri practice în care să locuim”, spune Roma Agrawal, un inginer civil care lucrează la clădirea Shard din Londra.
Ca și primele piramide, cea mai timpurie generație de zgârie-nori poate fi cea mai de încredere. Când un avion B-52 s-a prăbușit în clădirea Empire State în 1945, clădirea a fost redeschisă câteva zile mai târziu. „La începutul secolului XX, totul a fost calculat manual, astfel încât inginerii au adăugat un plus de oțel, în caz,” spune Agrawal. Deși Empire State Building are jumătate din dimensiunea Burjului, acesta cântărește încă două treimi.
Pe lângă toate riscurile obișnuite, o clădire în nori poartă propria greutate. Pentru a supraviețui până în 7000 d. Hr. - adică trăiți cât au trăit piramidele - zgârie-nori trebuie să lupte împotriva ploii, vântului și furtunilor timp de mii de ani.
„Vântul este o problemă specială pentru clădirile înalte”, spune Bill Baker, inginerul de proiectare Burj. Când vântul grăbește pe lângă un obiect fluidizat, cum ar fi un copac sau un far, acesta se învârte într-o rafală organizată care se întoarce mai întâi spre stânga, apoi înapoi la dreapta, apoi din nou la stânga și obiectul se balansează din cauza schimbării direcțiilor vântului. Pe vânturi puternice, Burj se poate balansa până la un metru și jumătate în fiecare direcție.
Problema este, cu cât este mai mare, cu atât vântul este mai rapid. Pentru a împiedica zgârie-nori să cadă - iar oamenii de sus să scape de rău de mare - inginerii proiectează clădiri cu formă neregulată, care împiedică vântul și distrug organizarea acestuia. Din punct de vedere arhitectural, clădirea poate părea un pic prea fantezistă, dar profilurile distincte ale lui Burj și Shard sunt mai mult pentru siguranță decât pentru frumusețe.
Nici măcar un uragan nu le va agita. „Dacă este o clădire normală, trebuie să reziste la un uragan care se întâmplă o dată la 700 de ani”, spune Baker. Clădiri importante precum Burj Khalifa vor putea face față evenimentelor care apar o dată la fiecare mileniu.
Și există și fulgere. Emiratele Arabe Unite, unde se află Burj, trăiesc aproximativ 10 furtuni pe an. Un singur fulger de miliarde de volți poate fi la fel de puternic ca un reactor nuclear. „Am fost în Dubai în timpul furtunii și Burj este ca un fulger pentru întregul oraș - fulgerul îl lovește în fiecare minut”, spune Baker.
Din fericire, există o soluție. În timpul construcției, carcasa de oțel a clădirii este legată între ele - fiecare bară de oțel, fiecare cadru al ferestrei - chiar până la bază. Și funcționează ca o cușcă uriașă Faraday, o incintă de protecție similară cu plasă de sârmă de la cuptoare cu microunde, care păstrează conținutul în siguranță, limitându-le de la electricitate. „Am vorbit cu echipajele de lucru după o furtună deosebit de puternică și nu au văzut niciun prejudiciu”, spune Baker.
Chiar și în timpul cutremurelor, zgârie-nori se ține extrem de bine. Cu cât este mai laș, cu atât mai bine. Totul ține de rezonanță. Dacă pământul se agită cu o frecvență care se potrivește cu viteza de balansare a clădirii, se va balansa mai repede și mai repede până se prăbușește, eventual. „Clădirile înguste vor dura mai mult timp până se întoarce înainte - înapoi - 11 secunde pentru Burj - așa că se vor muta, dar nu se vor prăbuși”, spune Baker.
Dar nu este în întregime de încredere: la fel cum rupem agrafe, îndoindu-le și desfăcându-le în mod repetat, dacă oțelul este deranjat prea des, acesta va izbucni.
Apa este mult mai periculoasă.
În anii 1930, 96 din cele mai înalte 100 de clădiri ale lumii erau realizate din oțel. Astăzi, majoritatea clădirilor urbane sunt construite din beton armat din oțel (beton armat), care combină rezistența la tracțiune (capacitatea de a rezista la întindere) a metalului și rezistența la compresiune (capacitatea de a rezista zdrobirii) pietrei.
Când este depozitat într-un loc uscat, betonul armat este un material uimitor care poate dura pentru totdeauna. Dar în zonele cu un nivel ridicat de sedimente, acizii slabi din apă reacționează lent cu calcarul din ciment și îl duc la îndeplinire - ruginile și găurile de oțel apar în clădire.
"Piramidele sunt într-un mediu uscat este incredibil de important", spune Michelle Barsum, un om de știință al materialelor de la Universitatea Drexel din Philadelphia. Chiar și în Sahara, uscată de soare, primele piramide au căzut sub ravagiile apei.
Timp de mulți ani, s-a crezut că egiptenii în cele din urmă și-au dat seama și au învățat cum să taie blocurile cu o potrivire mai strânsă, dar cât de exact a rămas un mister. Apoi, la începutul anilor 2000, cineva a primit în sfârșit ideea de a studia rocile la un microscop de înaltă rezoluție. Era Michel Barsum și observă că aceste roci nu erau calcar natural, ci mai degrabă erau modelate dintr-o formă timpurie de ciment.
Ca expert în ceramică - Barsum nu a studiat niciodată piramidele - nu a putut rezista perspectivei tentante de a afla cu siguranță. Adânc în interiorul blocurilor antice, a găsit indicii elocvente: alge microscopice, diatomee, a căror coajă dură a fost parțial erodată de cimentul alcalin. "Aproximativ 90% din piramidă este realizată din piatră sculptată, restul este turnat", spune Barsum.
Egiptenii și-au confecționat pietrele din patru componente principale: calcar, var, apă și noroi. Reacționează între ei pentru a forma un adeziv chimic. Cel mai important, pe măsură ce adezivul îmbătrânește, revine la starea sa originală a componentelor, transformând cimentul înapoi în piatră. „Miroase și arată ca un calcar natural”, spune Barsum.
Dar dacă învelișul principal de beton al zgârie-noriului este relativ puternic, soarta ferestrelor din acesta este mai puțin transparentă. Sticla cântărește ca granitul și are rigiditatea aluminiului; va fi nevoie de 10 tone de presiune pentru a zdrobi un centimetru cub. Până și marea va dura 50 de ani de măcinare pentru a transforma sticla în pietricele netede colorate de pe plajă. Și totuși paharul nu este perfect. Se poate fisura spontan. Nimeni nu știe de ce.
Chiar și cu un dublu strat de sticlă, dacă nu este întreținut, majoritatea ferestrelor nu vor dura mult. "Sticla nu este afectată în special de mediul înconjurător, dar datorită vibrațiilor vântului, furtunilor și altor influențe, în cele din urmă, se rupe", spune Konstantinos Tsavdaridis, un om de știință al materialelor de la Universitatea din Leeds.
În cele din urmă, sticla va scurge în cele din urmă în partea inferioară a cadrului? Această idee se bazează pe faptul că ferestrele medievale erau de obicei mai groase în partea de jos și că sticla este, de fapt, un lichid extrem de vâscos: și peste sute de ani sticla se poate scurge în partea inferioară a cadrului.
În 1998, această idee populară a fost respinsă cu tărie de un grup de fizicieni, care au calculat că va dura timpul „mult mai mult decât vârsta universului” pentru ca orice schimbare vizibilă a sticlei să se producă la temperatura camerei. Grosimea inegală a sticlei antice a fost complet aleatorie - chiar și sticla de acum câteva sute de ani nu a fost atât de ușoară.
Așadar, zgârie-nori moderni pot face timpul să se teamă de ei?
Bill Baker crede că este. „Materialele de construcție sunt destul de bune în aceste zile. Cu excepția momentelor în care eșuează și dacă este acceptată."
Agrawal este de acord. „Dacă aveți grijă de ei, de ce nu”.
Potrivit lui Konstantinos, structurile de beton vor dura mai mult, deoarece rugina care se formează în beton armat îl omoară. Dar Redford se îndoiește că clădirile noastre vor dura destul de mult. La urma urmei, acestea sunt structuri funcționale care pur și simplu își fac treaba. Va fi mai ușor să le arunce. Cea mai mare parte a zgârie-nori va fi demolată înainte de a cădea. Până la urmă, Marea Piramidă nu a fost singura clădire uimitoare acum 4.500 de ani.
Se spune că așa-numitul Labirint a fost și mai neobișnuit. „Când l-a văzut istoricul grec Herodot, a tresărit. El nu a putut descrie dimensiunea și greutatea celor mai mari blocuri care au intrat în clădire”, spune Redford. Nu vei găsi astăzi o astfel de clădire. Labirintul a fost prădat, iar cărămizile sale au fost folosite pentru a construi alte clădiri. Dacă mergeți pe străzile vechiului Cairo și studiați bazele clădirilor vechi, uneori puteți găsi inscripții hieroglife din aceași clădire.
Dacă nu demolăm zgârie-nori, de exemplu, în New York și nu se încadrează, atunci la ritmul actual de construcție cu 7000, vor exista 10 000 de clădiri cu o înălțime de peste 160 de metri. Poate că vom avea ceva de care să fim mândri. De ce suntem mai răi decât vechii egipteni?
ILYA KHEL
