¿Cuáles son los límites para construir rascacielos aún más altos?

A pesar de que continúa la especulación sobre si la Jeddah Tower de 1 km de altura en Arabia Saudita se terminará o no, ya hay planes en marcha para construir un rascacielos de 2 km de altura en el reino.

Un edificio de 2 km de altura superaría al actual edificio más alto del mundo, el Burj Khalifa de 828 metros de altura, en casi 1,2 km. Y el Burj Khalifa es en sí mismo más de 300 m más alto que el Taipei 101 de 508 m de altura, que anteriormente era el edificio más alto del mundo.

Estos enormes aumentos en la altura plantean una pregunta: ¿existen límites para construir edificios súper altos y qué gobierna esos límites?

Los límites no son tecnológicos

Burj Khalifa, Dubai (Foto: AdobeStock)

Peter Weismantle, director consultor de tecnología de construcción súper alta en la firma de arquitectura Adrian Smith + Gordon Gill Architecture con sede en Chicago, tiene décadas de experiencia trabajando en edificios altos.

Fue parte del equipo de Skidmore, Owings & Merril (SOM), que diseñó la torre Jin Mao de 88 pisos en Shanghái. En 2003, asumió el cargo de arquitecto técnico senior del Burj Khalifa. Y habiendo dejado SOM para unirse al arquitecto del Burj Khalifa, Adrian Smith, ayudó a diseñar la Torre Jeddah.

Gracias a su gran experiencia, Weismantle entiende un par de cosas sobre el diseño técnico de edificios de gran altura. Y en su opinión, el sector de la construcción tiene la capacidad de construir edificios de hasta 2 km y más. Pero otros factores se interponen primero. “No creo que los límites sean tecnológicos. Primero está el dinero y la economía de estos edificios altos”, dice.

“Para construir alto, tienes que construir un edificio grande en el sentido de que tenga mucha área, mucha superficie y mucha superficie. eso es dinero Y cuanto más alto, más sube el costo por metro cuadrado”.

Vinculado al costo de construir edificios a una escala tan grande está la cantidad de tiempo que lleva, y el tiempo también significa dinero. “Para construir estas cosas de manera casi eficiente, tienes que construirlas rápidamente. Y rápido para un súper alto significa alrededor de cinco años. Eso es mucho tiempo, especialmente ahora con la inflación como está”, agrega.

Luego vienen las limitaciones relacionadas con el cuerpo humano. Los primeros signos del mal de altura pueden comenzar a aparecer después de al menos cuatro horas por encima de los 2000 m.

“Cuando vuelas de Chicago a Denver, estás subiendo a 5200 pies (1600 m). Se tarda un día en aclimatarse y no es inusual tener dolores de cabeza y sentirse cansado”, dice Weismantle.

Por lo tanto, un viaje en ascensor de dos minutos desde el nivel del mar hasta 2.000 m podría estresar el cuerpo humano. Weismantle sugiere que una solución podría ser presurizar el edificio, pero advierte que, además de no ser fácil mantener las paredes exteriores completamente herméticas, consumiría una gran cantidad de energía.

“Si vas a construir un edificio como ese, es mejor que te asegures de que sea una ciudad vertical en la que no tengas que seguir yendo desde el nivel del suelo hasta tu apartamento u oficina. Quieres vivir dentro de una zona. Pero la gente no quiere estar encerrada en su edificio todo el tiempo, quieren salir. Así que esa es una de las mayores limitaciones”.

Materiales y cimientos

Dejando a un lado las limitaciones financieras y fisiológicas, Weismantle confía más en las capacidades técnicas de los diseñadores y las empresas constructoras para construir edificios aún más altos. Él llama a 2 km “bastante razonable”. “¿Es el límite? Lo dudo”, añade.

El sistema estructural de “núcleo con contrafuertes” de Burj Khalifa consiste en muros de hormigón dispuestos en un centro hexagonal, cada uno de ellos apuntalando a los demás.

Weismantle considera que el hormigón es el material de referencia para la construcción superalta, en gran parte gracias a su peso. “El peso es algo bueno en un edificio alto porque contrarresta algunas de las fuerzas del viento. En edificios altos, incluso en zonas sísmicas, diseñas para el viento. Y si puedes diseñar para el viento, entonces la sísmica generalmente se cuida sola”, dice.

La construcción de la Jeddah Tower de 1 km de altura se ha estancado, pero hay planes para un rascacielos de 2 km de altura en Arabia Saudita (Imagen: Adobe Stock)

“Cuando el viento golpea un edificio, lo excita perpendicularmente a la dirección del viento debido al desprendimiento del vórtice. El hormigón es realmente bueno debido a su masa: proporciona una amortiguación natural”.

Nueva York, donde creció Weismantle y donde quedó fascinado por los edificios altos, se beneficia de un lecho rocoso metamórfico que es perfecto para soportar el peso de los pesados rascacielos.

Pero las condiciones geotécnicas en otras partes del mundo significan que los cimientos de los edificios súper altos requieren un trabajo de construcción extenso. En el caso de Burj Khalifa y Jeddah Tower, no hay lecho rocoso cerca de la superficie, por lo que ambos se asientan sobre un sistema de cimentación de pilotes de fricción con una base de malla de 4 m de profundidad encima que conecta todos los pilotes. En el caso de la Jeddah Tower, los pilotes de fricción tenían 105 m de profundidad. Si bien es técnicamente factible, tales condiciones nuevamente aumentan el costo.

Ahmad Abdelrazaq es el exjefe de la división de edificios complejos y de gran altura en Samsung C&T Corporation, antes de irse para fundar su propia práctica Rise Global. Trabajó en SOM en el diseño del Burj Khalifa antes de unirse a Samsung para construir el proyecto. También participó en el Merdeka 118 de 679 m de altura en Kuala Lumpur, Malasia, lo que lo hizo responsable del diseño y la construcción de los edificios más altos y segundos más altos del mundo.

Señala que, si bien el concreto de peso normal es actualmente la norma, los materiales de ultra alto rendimiento como el concreto reforzado con fibra de acero pueden hacer que los edificios sean más livianos al mismo tiempo que brindan mayor rigidez, mayor tensión y mayor resistencia. Aunque admite que los códigos de construcción aún no se han puesto al día con lo que pueden hacer los materiales de alto rendimiento, lo que limita la forma en que los equipos de construcción pueden usarlos dentro de los edificios.

No obstante, ha trabajado con estudiantes de la Universidad Nacional de Seúl en Corea del Sur, donde es profesor invitado, para considerar cómo se podrían rediseñar las torres súper altas existentes para tener en cuenta los nuevos materiales y métodos de construcción.

En el caso de la Jeddah Tower, construir el edificio con la misma disposición, pero utilizando hormigón reforzado con fibra podría, afirma, reducir el peso en un 30 %. Eso tiene implicaciones no solo para reducir el carbono incorporado en el edificio, sino que también lo haría más fuerte y duradero, así como más resistente a los terremotos porque la carga sísmica en un edificio depende de su peso.

Merdeka 118 en Kuala Lumpur, Malasia durante la construcción en 2021. Ahora es el segundo edificio más alto del mundo (Imagen: Adobe Stock)

Uso de nuevas tecnologías para mantener los costos bajos

A medida que los materiales y la mano de obra , incluso en los países en desarrollo, se vuelven más caros, Weismantle espera que la construcción adopte cualquier cosa que pueda aumentar la productividad laboral y reducir el desperdicio.

Quiere ver un mayor aprovechamiento de las tecnologías BIM. “Si literalmente puede construir el edificio en la máquina y luego puede llevar esos componentes a una fábrica, ahí es donde quizás haya algunos desarrollos adicionales. Pero todo [en la construcción] es tan único que es difícil generar las economías de escala que necesitamos”, dice.

Si bien Abdelrazaq tampoco ve límites en la altura que puede tener un edificio, sí ve la necesidad de modernizar las formas en que se diseñan y construyen.

Él dice: “Tenemos que encontrar formas de construir edificios súper altos de manera más económica y sostenible. A medida que aumenta la escala de un edificio, ya no puede mirar las soluciones tradicionales. Necesitamos idear un sistema estructural alternativo diseñado para hacer frente a estos edificios muy altos.

“Estás creando una ciudad vertical y la pregunta es cómo creas estas ciudades y comunidades. En este momento, tenemos muchas limitaciones en términos de equipo y hasta dónde puede llegar.

“ Entonces, debe comenzar a buscar diferentes metodologías y mecanizar el proceso de construcción; en otras palabras, crear plataformas de trabajo que puedan escalar el edificio”.

También considera que la construcción modular es clave para acelerar el trabajo de construcción y reducir la dependencia de una gran cantidad de mano de obra.

“En Burj Khalifa, teníamos 12.000 personas trabajando en el edificio, lo cual era demasiado. No desea tener tanta gente trabajando en el sitio , por lo que debe comenzar a buscar la planificación y la construcción por etapas, y comenzar a buscar la construcción fuera del sitio y entregar las cosas cuando estén completas”, dice.

Finalmente, un área en la que Abdelrazaq cree que los edificios superaltos están “perdiendo el tren” es la generación de energía.

“La gente ha hablado mucho sobre chimeneas solares , torres de energía , etc. Aquí estás construyendo un edificio donde tienes la oportunidad de hacer esto. No hay ninguna razón por la que algo como esto no pueda generar su propia electricidad. Con algunos de los muy altos, se podría generar más energía de la que requiere el edificio mismo”.