¿Cuáles son los límites para construir rascacielos?

A pesar de que la especulación continúa en torno a si la Torre Jeddah de 1 km de altura en Arabia Saudita se terminará o no, los planes ya están en marcha para construir un rascacielos de 2 km de altura en el reino.

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

Tales aumentos enormes en la altura plantean una pregunta: ¿hay límites para construir edificios superaltos y qué gobierna esos límites?

Los límites no son tecnológicos

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

Formó parte del equipo de Skidmore, Owings & Merrill (SOM) que diseñó la torre Jin Mao de 88 pisos en Shanghai. En 2003, asumió el papel de arquitecto técnico senior para el Burj Khalifa. Y después de haber dejado SOM para unirse al arquitecto de Burj Khalifa Adrian Smith, ayudó a diseñar la Torre Jeddah.

Gracias a su gran experiencia, Weismantle entiende una o dos 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 en el camino 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 tiene mucha área, mucha superficie y mucha área de piso. Eso es dinero. Y cuanto más alto vas, más aumenta el costo por metro cuadrado".

Ligado 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 eficiente, tienes que construirlas rápidamente. Y rápido para un supertall significa unos cinco años. Eso es mucho tiempo, especialmente ahora con la inflación como está", agrega.

Luego vienen las restricciones relacionadas con el cuerpo humano. Los primeros signos de mal de altura pueden comenzar a aparecer después de al menos cuatro horas pasadas por encima de los 2.000 m.

"Cuando vuelas de Chicago a Denver, subes a 5.200 pies (1.600 m). Te lleva un día aclimatarte 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 enormes cantidades de energía.

"Si vas a construir un edificio como ese, es mejor que te asegures de que sea una ciudad vertical donde 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 cimentaciones

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

El sistema estructural de "núcleo reforzado" de Burj Khalifa involucra muros de concreto dispuestos en un centro hexagonal, cada uno de ellos reforzando a los demás.

Weismantle ve el hormigón como 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.

"Cuando el viento golpea un edificio, lo excita perpendicular a la dirección del viento debido al desprendimiento del vórtice. El concreto es realmente bueno debido a su masa, ya que proporciona una amortiguación natural".

Nueva York, donde Weismantle creció y donde primero quedó fascinado por los edificios altos, se beneficia de la roca dura y metamórfica que es perfecta para soportar el peso de los rascacielos pesados.

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

Ahmad Abdelrazaq es el ex jefe de la división de edificios complejos y de gran altura de 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 679 de 118 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 ligeros al mismo tiempo que brindan una 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 visitante, para considerar cómo las torres superaltas existentes podrían rediseñarse para tener en cuenta los nuevos materiales y métodos de construcción.

En el caso de la Torre Jeddah, construir el edificio en la misma disposición pero utilizando hormigón reforzado con fibra podría, según él, 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.

Uso de nuevas tecnologías para mantener bajos los costos

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 puedes construir el edificio en la máquina y luego puedes llevar esos componentes a una fábrica, ahí es donde tal vez habrá 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 de 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 superaltos de manera más económica y más sostenible. A medida que aumenta la escala de un edificio, ya no puede mirar las soluciones tradicionales. Necesitamos encontrar un sistema estructural alternativo adaptado para hacer frente a estos edificios muy altos.

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

"Por lo tanto, debe comenzar a buscar diferentes metodologías y mecanizar el proceso de construcción, en otras palabras, crear plataformas de trabajo que puedan subir al edificio".

También considera que la construcción modular es clave para acelerar el trabajo de construcción y reducir la dependencia de grandes fuerzas de trabajo.

"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 construcción por fases, y comenzar a buscar la construcción fuera del sitio y entregar cosas cuando estén completas ", dice.

Finalmente, un área donde Abdelrazaq piensa 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, podrías generar más energía de la que requiere solo el edificio en sí".