Wieża Eiffla jest coraz wyższa i stoi za tym fizyka

Symbol Paryża, zwany lokalnie „Żelazną damą” czyli słynna wieża Eiffla rośnie co roku nawet o 15 centymetrów. Wszystko z powodu materiału, z którego 136 lat temu została wykonana.

Bez względu na to, czy wieża Eiffla rośnie czy się kurczy – i tak pozostaje najwyższą budowlą w Paryżu, choć od jej konstrukcji minęło już 136 lat. Postawiono ją na odbywającą się dla uczczenia setnej rocznicy wybuchu rewolucji francuskiej Wystawę Światową. W zamyśle biura architektonicznego Gustave’a Eiffel’a, który stał za tą realizacją, była pomyślana jako wielki, żelazny hołd dla potencjału nauki i inżynierii i jednocześnie najwyższy budynek świata. I rzeczywiście: zanim w 1930 r. nowojorski wieżowiec Chrysler Building nie zajął tego miejsca, rzeczywiście przez 41 lat pozostawała najwyższą ludzką budowlą na świecie. Dziś jest jedynie najwyższą budowlą w Paryżu, stanowiąc nie tylko jego symbol, ale też znakomity punkt widokowy i nośnik dla anten telefonii, radia i telewizji.

Dlaczego wieża Eiffla rośnie?

Tuż po ukończeniu budowy miała 312 metrów i 27 centymetrów (do szczytu masztu flagowego). Potem kilkukrotnie ta wysokość jeszcze się zmieniała w zależności od ustawianej anteny. Z obecną (zamontowaną w 2020 roku) ma 330 metrów.

Teraz jednak ta wysokość ciągle się zwiększa, zwłaszcza latem, i nie stoją za tym anteny telekomunikacyjne. Powodem tym jest żelazo wapienne – materiał, z którego powstały lekkie jak na taką konstrukcję pręty, z których wieża się składa. Żelazo wapienne jest bowiem znane z dużej rozszerzalności cieplnej – zjawiska w wyniku którego niektóre materiały zwiększają lub zmniejszają swoją objętość zależnie od temperatury otoczenia.

Naukowcy oszacowali, że wieża Eiffla rośnie latem od 12 do 15 centymetrów, i to nie tylko w górę, ale również na boki, minimalnie nawet się odchylając. Wyliczenie to opiera się na wzorze na rozszerzalność cieplną żelaza wapiennego, która wynosi 12×10⁻⁶ przy wzroście temperatury o 1 stopień Celsjusza. Na wyniki wzrostu wysokości wieży Eiffla nakładają się również coraz cieplejsze we Francji lata oraz temperatury, do jakich potrafi rozgrzać się żelazo w dzień, gdy upał sięga nawet 40 st. C. 

Oczywiście zjawisko to działa również w drugą stronę. Gdy temperatura spada – a w Paryżu rzadko bo rzadko, ale również czasem występują mrozy, wieża Eiffla kurczy się o kilka centymetrów. Stąd właśnie żelazna Dama – jak nazywają wieżę Paryżanie – nosi również miano wielkiego, żelaznego termometru. 

2 lata budowy, 136 lat symbolu

Zwana początkowo „wieżą trzystumetrową” konstrukcja od początku istnienia przykuwała wzrok. Szybko też stała się symbolem Paryża i miejscem, z którym w tle każdy turysta odwiedzający stolicę Francji po raz pierwszy musi sobie zrobić przynajmniej jedno zdjęcie.

Pomysł postawienia trzystumetrowej wieży wyszedł od dwóch młodych inżynierów Maurice`a Koechlina (urodzonego w 1856 roku, absolwenta Politechniki w Zurychu) oraz Émile`a Nouguiera, absolwenta Politechniki w Paryżu.

Namówili do jego realizacji Gustava Eiffla, który od lat sześćdziesiątych XIX w. był nie tylko uznanym konstruktorem (zaprojektował m.in. most w Bordeaux, wiadukt w Lyonie, dworzec w Budapeszcie Nyugati), ale również właścicielem dochodowego przedsiębiorstwa Levallois-Perret, gdzie wykonywano potrzebne do złożenia poszczególnych konstrukcji elementy.

Według umowy podpisanej między biurem architektonicznym Eiffla a władzami Francji i władzami Paryża, Eiffel miał zbudować wieżę na własny koszt, ale korzystając z 1,5-milionowej rządowej dotacji.

Prace przy wznoszeniu wieży zostały poprzedzone wykonaniem betonowych fundamentów. Ułożono je kilka metrów pod poziomem gruntu na warstwie ubitego żwiru. Na tak przygotowanych fundamentach stanęły filary.

Każda z 18 038 części wieży została zaprojektowana i wykonana z dokładnością do jednej dziesiątej milimetra. Robotnicy i inżynierowie opierali się na dostarczonych im przez konstruktorów 5300 rysunkach technicznych. Poszczególne elementy zostały połączone nitami (w sumie potrzebnych ich było dwa i pół miliona).

Samo montowanie każdego nitu wymagało precyzji i współpracy czterech osób: zadaniem pierwszej było podgrzania nitu, druga go przytrzymywała, trzecia formowała łeb, a ostatnia młotem wbijała nit na właściwe miejsce.

Przy stawianiu wieży zużyto 7300 ton żelaza, a wraz z postępem prac poszczególne elementy na coraz większą wysokość dostarczano podnośnikami hydraulicznymi. Pomimo krótkiego terminu na realizację zlecenia, w trakcie całych prac nie doszło do żadnego wypadku.

By zabezpieczyć gotową konstrukcję przed korozją poszczególne elementy pomalowano na kolor czerwony specjalną antykorozyjną farbą, na co zużyto jej w sumie 60 ton. Dziś, po 136 latach istnienia i wielokrotnym malowaniu od tamtego czasu, oraz zależnie od oświetlenia, wieża ma kolor od brązowo-złotego po szaroniebieski.

Anna Druś