Marina Datsenko/Shutterstock

L’estructura que hui coneixem com a Torre Eiffel va ser inicialment batejada com la Tour de 300 mètres, la torre de 300 metres. El nom va ser proposat pels enginyers Maurice Koechlin i Émile Nougier a Gustave Eiffel, qui va dirigir la construcció. El nom suggeria la voluntat d’alçar una obra extraordinària, una fita tecnològica que marcaria un nou rècord d’alçària.

Tanmateix, a mesura que les temperatures pugen durant els mesos d’estiu, la Torre Eiffel creix encara més que en el seu disseny original.

Una estructura lleugera de ferro

La Torre Eiffel es va erigir en l’Exposició Universal de 1889 per a commemorar el centenari de la Revolució Francesa.

Eiffel va triar ferro pudelat per a la seua construcció, un material que coneixia bé i que havia utilitzat amb bons resultats en projectes anteriors. Este material ferrós pot suportar nivells elevats de tensió, la qual cosa permeté construir una torre gran i molt lleugera, resistent a les forces del vent horitzontal.

Per a fer-se’n una idea, el seu pes de 7.300 tones és similar al pes de l’aire contingut dins, unes 6.300 tones.

La Torre Eiffel es va concebre com un punt privilegiat d’observació i com a base per a emissions de ràdio. La torre és una immensa estructura de gelosia triangular, semblant al Viaducte de Garabit (també dissenyat per l’oficina d’Eiffel) i al Pont de Forth, a Escòcia, tots dos de la mateixa època.

Totes estes estructures creixen quan augmenta la temperatura del material. Però, a diferència dels ponts, que presenten un comportament més complex, la Torre Eiffel experimenta sobretot canvis verticals per dilatació i contracció tèrmica. Este fenomen és conegut com expansió tèrmica.

Materials que creixen i es contrauen

Sabem que la majoria dels sòlids s’expandeixen quan la temperatura puja i es contrauen quan baixa. L’augment de temperatura provoca una major agitació dels àtoms, cosa que incrementa la distància mitjana entre ells.

Segons la naturalesa de l’enllaç, alguns sòlids creixen més que altres, i els enginyers han de tindre-ho molt en compte. Les ceràmiques i els vidres, amb enllaços més forts, s’expandeixen menys que els metalls, i estos menys que els polímers.

Com es pot calcular este moviment en un sòlid? Quan els elements són rectes —com passa en la majoria d’obres públiques i d’arquitectura, on predominen bigues i barres— el moviment és proporcional a tres paràmetres: la llargària de l’element, el canvi de temperatura i el coeficient d’expansió del material.

L’amplària d’un cabell

Molts materials ceràmics tenen coeficients d’expansió d’entre 0,5x10⁻⁶ i 1,5x10⁻⁶ (°C)⁻¹; els metalls, entre 5x10⁻⁶ i 30x10⁻⁶ (°C)⁻¹; i els polímers, entre 50x10⁻⁶ i 300x10⁻⁶ (°C)⁻¹. Estes xifres indiquen el creixement d’una unitat de longitud estàndard per cada grau Celsius d’augment.

Els materials més dilatables són els polímers, que creixen unes deu vegades més que els metalls, i estos unes deu vegades més que les ceràmiques.

El ferro pudelat i l’acer de la Torre Eiffel tenen un coeficient d’uns 12x10⁻⁶ (°C)⁻¹, és a dir, una barra d’un metre s’allarga 12x10⁻⁶ metres per cada grau més. Això és només dotze micres, menys que el gruix d’un cabell humà.

La calor té efectes visibles en els edificis? Sí, si considerem dos factors més: la llargària de l’element i el rang de temperatures del lloc on es troba.

      

El Viaducte de Garabit. Quan es va acabar el 1884, era el pont d’arc més llarg del món CC.

La llargària pot ser molt gran. La Torre Eiffel fa 300 m d’alçària, però el Viaducte de Garabit fa 565 m, i el Pont de Forth supera els 2,5 km. Hui dia hi ha estructures lineals encara més grans, i l’expansió tèrmica també afecta les vies fèrries que molts ponts suporten.

Els registres històrics mostren que a París s’han mesurat mínimes hivernals per davall de -20 °C i màximes estiuenques d’uns 40 °C. A més, la radiació solar pot escalfar els metalls molt més, superant sovint els 60 o 70 °C.

      

El Pont de Forth, un pont ferroviari d’arc que creua el firth de Forth, a l’est d’Escòcia.

Inclinada cap al costat oposat al sol

Fem un càlcul ràpid. Si una barra metàl·lica de 100 metres s’escalfa 100 °C —com el rang aproximat que pot experimentar la Torre Eiffel—, s’allargarà 0,12 metres. Una barra de 300 metres creixeria tres vegades més: 0,36 metres, és a dir, 36 cm. Una diferència notable.

Òbviament, una barra simple no es comporta igual que una torre amb més de 18.000 peces de ferro reblonat orientades en totes direccions. A més, el sol sempre incideix més en un dels costats, fent que una cara creixca més que les altres i provocant una lleugera curvatura, com si s’inclinara allunyant-se del sol.

Els especialistes calculen que la Torre Eiffel pot créixer entre 12 i 15 centímetres quan es compara la seua mida en dies freds d’hivern amb els més calorosos de l’estiu. Això significa que, a més de ser un símbol de París, un mirador i una torre de comunicacions, la Torre Eiffel és també, de fet, un enorme termòmetre.

Federico de Isidro Gordejuela, Professor adjunt de Construccions Arquitectòniques, Universitat CEU San Pablo

Este article es publica de nou des de The Conversation sota una llicència Creative Commons. Llegiu l’article original. Traducció al valencià Àgora CT