Buildings

Cimientos robustos: el verdadero trasfondo de las grandes construcciones

El Burj Khalifa de Dubái, de 828 m, es el edificio más alto del mundo. El centro de su estructura de soporte es un núcleo con un diseño de tubos agrupados, reforzado por tres secciones laterales. Es un sistema sólido, pero ¿cómo se refuerza un sistema de refuerzo? Forma parte de los cimientos, los héroes anónimos de las ciudades modernas de gran altura. El diseño de los cimientos del Burj Khalifa se tuvo que enfrentar a una profunda capa de roca madre muy débil y aguas subterráneas saladas muy corrosivas. ¿La solución? Introdujeron 192 gruesas columnas de soporte de acero a una profundidad de 50 metros y vertieron 45 000 metros cúbicos de hormigón, en gran parte resistentes al agua salada y protegidas por una barrera de protección catódica inhibidora de la corrosión.
Buildings
Iconos de la sostenibilidad urbana - Hoy en día, la planificación urbana de la ciudad crea futuros iconos para las ciudades que expresan nuevos mensajes de sostenibilidad, de opciones ecológicas y de vida responsable.
433 vistas

Creado el 21.09.2018

Rascacielos pioneros en los humedales de Chicago

Construir cimientos nunca es fácil, nunca lo ha sido. Chicago, por ejemplo, básicamente se ha erigido sobre un pantano de sedimentos y arcilla. Sin embargo, fue una de las pioneras y mantiene su liderazgo en el diseño de edificios altos.

Los primeros constructores de Chicago intentaron simplemente depositar edificios pesados sobre el terreno. El resultado fue bases agrietadas y pisos irregulares debido al asentamiento diferencial. Las columnas de soporte subterráneo poco profundas ayudaron, pero no lo suficiente. Otro método inicial fue distribuir barras de acero en forma de pirámide sobre una parrilla.

Finalmente se produjeron dos avances. Los bastidores de acero con soporte de carga reemplazaron los pesados muros de carga exteriores, y la tecnología progresó hasta hacer posible la perforación de profundidad hasta la roca madre.

Chicago River

Investigación geotécnica: los verdaderos cimientos

Anclar edificios altos al lecho de roca es lo ideal, pero puede resultar más difícil de lo que se cree. A veces, el lecho de roca es muy profundo. Tanto que en ciudades como Las Vegas y Houston, los ingenieros todavía están tratando de encontrarlo. Las Petronas de Kuala Lumpur no se construyeron en el sitio original debido a las irregularidades de la roca madre. Y el Shard de Londres está anclado a una capa de arena sólida.

En su lugar, numerosos ingenieros anclan edificios en la capa endurecida, es decir, la capa compacta de arcilla que se encuentra sobre la roca madre. Algunos cimientos distribuyen la carga por una capa aún más alta llamada corteza seca. El análisis geotécnico revela las opciones disponibles. Se realiza principalmente con sensores y cámaras remotas, ya que las bolsas de metano y agua a presión son muy peligrosas para las inspecciones en persona.

Las incógnitas conocidas: clima y geología

El análisis geotécnico también examina las posibles cargas verticales y horizontales causadas por el clima y la geología locales. Esto llevó ocho meses para el Taipei 101 de la ciudad de Taipéi, donde el riesgo de tifones y terremotos es elevado. Los fuertes vientos también fueron un factor debido a la altura del edificio de 508 m. ¡La construcción de los cimientos llevó 15 meses adicionales!

Los terremotos precisan buenos cimientos y medidas adicionales. El Taipei 101 cuenta con un amortiguador de masa sintonizado (TMD) de 728 toneladas en lo alto de la torre. Los amortiguadores también se usan para probar los componentes de construcción al reproducir los efectos de las condiciones extremas sobre los mismos. Por ejemplo, las torres de pruebas de thyssenkrupp Elevator en Zhongshán (China) y Rottweil (Alemania) incorporan amortiguadores de masa activos (AMD) para ayudar a garantizar la seguridad de los ascensores.

Building Foundations

Hasta el fondo del asunto

Una vez finalizada la evaluación previa a la obra, puede comenzar la excavación. Si la roca madre se encuentra próxima a la superficie, los constructores cavan y anclan el edificio a esta. Pero en todos los casos, se introducen en el terreno columnas o pilotes largos y estrechos. Por lo general, son de acero u hormigón armado, y se traen al solar prefabricados o se vierten en las cavidades perforadas.

Los pilotes que transfieren la carga del edificio a la roca madre o a otra capa sólida se denominan de soporte. Los pilotes de fricción se utilizan cuando la capa sólida del suelo es demasiado profunda y transfieren la carga del edificio al suelo circundante a lo largo de todo el pilote.

Los pilotes pueden soportar una gran solera o balsa. Por ejemplo, el Shard se encuentra sobre una gran solera de hormigón sostenida por cientos de pilotes de hormigón. La Azteca de Ciudad de México cuenta con una base de balsa apilada que la ancla a un yacimiento de arcilla profundo y de gran capacidad de compactación. No viene mal, porque la Ciudad de México ¡se hunde! Es solo una de las muchas ciudades que están agotando sus acuíferos y socavando su futuro.

El Shard, Burj Khalifa, Taipei 101, Petronas Towers, y Torre de pruebas de thyssenkrupp Elevator en Zhongshán (China).

Más allá de los cimientos

Los nuevos edificios continuarán combinando innovadores diseños con las últimas tecnologías para crear bases de gran solidez. La propuesta de la Torre Biónica de 1200 m, por ejemplo, emplearía soportes estructurales que se asemejan al sistema de raíces de un árbol.

Los cimientos adecuados son cruciales, pero solo son una parte del conjunto, que incluye planificación urbana estratégica, códigos de edificación ejecutables, responsabilidad y participación democrática. En conjunto, aseguran una base sólida para una vida urbana moderna con un buen funcionamiento y de alta densidad.

Image Credit:

Chicago, photo by Colin Maynard, taken from unsplash.com

Dam, photo by Alex Bagirov, taken from unsplash.com

Building foundation, photo by Ivan Bandura, taken from unsplash.com

The Shard, photo by Fred Mouniguet, taken from unsplash.com

Burj Khalifa, photo by Ashim D’Silva, taken from unsplash.com

Taipei 101, photo by Remi Yuan, taken from unsplash.com

Petronas Towers, photo by Izuddin Helmi Adnan, taken from unsplash.com