CDT Nueva York, Hong Kong, Melbourne y ahora… ¿Birmingham? Este artículo explora la tecnología detrás del rascacielos superdelgados
Fuente: Construction Manager
El año pasado, Taylor Grange Developments anunció que había obtenido el permiso de construcción para 211 Broad Street en el centro de Birmingham. Lo que hace especial a este edificio son sus dimensiones. Si se construyera, sería el primer rascacielos súper delgado del Reino Unido.
Aunque los planes para comenzar la construcción en Birmingham se detienen mientras el país lucha contra el COVID-19, al otro lado del charco, en Nueva York, un ejemplo sin precedentes de este género está a punto de completarse: la torre más delgada del mundo: 111 West 57th Street.
Se necesitan un conjunto particular de circunstancias para que estos edificios tan delgados, como extraños, sean viables. Vienen con sus propios y costosos desafíos de ingeniería y diseño, lo que significa que solo un puñado de ciudades los presume.
¿Qué es delgado?
La esbeltez de un edificio se expresa como la relación entre su ancho y su altura. “Cualquier edificio con una proporción de esbeltez superior a 1:10 se considera esbelto y los edificios muy delgados tienen proporciones de 12 a 15 e incluso más”, explica Giorgio Bianchi, director del ingeniero Robert Bird.
El 211 Broad Street de Birmingham tendría una proporción de esbeltez de 1:12. La proporción de 111 West 57th Street de Manhattan es de 1:24.
La razón para construir edificios tan inusuales se reduce a una cosa: el valor de la tierra. Cuando el precio de mercado de los apartamentos es lo suficientemente alto como para pagar la complejidad, los desarrolladores e inversores están interesados. Los superdelgados son siempre residenciales, por lo general con un apartamento por piso; los edificios comerciales requerirían núcleos más grandes, consumiendo demasiado del precioso espacio del piso.
El más delgado del mundo: 111 West 57th Street se eleva sobre Billionaire’s Row de Nueva York
Elevándose como un largo signo de exclamación al sur de Central Park en Nueva York, está 111 West 57th Street. La última incorporación al horizonte de Manhattan, que se completará este año, es la torre más esbelta del mundo con una relación de ancho a altura de 1:24 y una altura de 437,5 m.
Se levanta del sitio del histórico Steinway Building, que el desarrollador JDS Development Group está renovando. Se encuentra en la línea central del parque en un área llamada ‘Billionaire’s Row’ por una buena razón: de 60 apartamentos de lujo, oscilando entre los 16,5 millones de dólares y los 66 millones de dólares.
Para proporcionar vistas sin restricciones para sus residentes y para la rigidez estructural, el ingeniero WSP diseñó dos muros de corte de 1 m de espesor a lo largo de sus lados este y oeste, hechos de hormigón armado de 100 MPa, con refuerzo y unidos al núcleo del edificio. Un amortiguador de masa sintonizado de 800 toneladas cerca de la punta de la torre limitará el movimiento debido al viento y cuatro pisos repartidos sobre la altura de los edificios quedan como vacíos para que pase el viento.
El arquitecto SHoP diseñó este proyecto, revestido en bronce y terracota, un guiño al diseño art deco del Steinway Hall. Con los pisos inferiores ocupados por un gran atrio abierto e instalaciones comerciales y de recreación que incluyen una piscina cubierta, el edificio se estrecha a medida que se eleva.
Hong Kong fue la primera ciudad en construir torres delgadas en la década de 1970. Hoy, cuenta con múltiples edificios súper delgados y puede reclamar la mayor concentración de tales estructuras en el mundo. Hasta que 111 West 57th Street tomó su corona, Highcliff en Hong Kong, terminado en 2003, era el más delgado del mundo en 1:20.
En Nueva York, ha surgido una cosecha de torres súper delgadas en el Midtown de la ciudad. Una peculiaridad en los derechos de desarrollo permite a los desarrolladores de Nueva York alcanzar los cielos al combinar los derechos aéreos de las parcelas vecinas.
Después de la recesión financiera mundial de 2008, los inversores súper ricos querían invertir su dinero en estas lujosas propiedades residenciales con vistas a Central Park y la ciudad. El sitio web de ventas de 111 West 57th Street está disponible en español, alemán, ruso, chino y árabe.
Aparte de Hong Kong y Nueva York, Melbourne tiene los inicios de una colección súper delgada. Phoenix Apartments, para el cual Robert Bird fue el ingeniero estructural, terminado en 2014, tiene una relación de esbeltez de 13,5 a 1, aunque tiene solo 88,5 m de altura. Collins House, terminada en 2019, tiene 190 m de altura con una relación de esbeltez de 16,5 a 1.
Engañando al viento
Los rascacielos superdelgados invariablemente tienen marcos de hormigón por varias razones: mayor rigidez, propiedades acústicas mejoradas y la capacidad de proporcionar luces más largas sin columnas; los propietarios de apartamentos de lujo en estos rascacielos no quieren que se obstruyan sus costosas vistas.
Para torres súper delgadas, es común usar hormigón de alta resistencia, generalmente entre 60 MPa y 100 MPa de resistencia a la compresión. El hormigón de alta resistencia tiene una relación agua-cemento más baja, y contiene puzolanas como cenizas volantes o humo de sílice. Los avances en los aditivos, superplastificantes y retardadores, que permiten que las mezclas sigan siendo trabajables y bombeables con un bajo contenido de agua, han permitido el aumento de la resistencia.
“Además de una alta resistencia, estos hormigones también tienen un alto módulo de elasticidad que aumenta la rigidez de los elementos de hormigón”, explica el director gerente de edificios y propiedades de WSP, Kamran Moazami.
Súper delgado en Brum: 211 Broad Street enfrenta desafíos de sitio estrechos
Los planes para una torre súper delgada en 211 Broad Street en Birmingham se redujeron en gran medida al tamaño de la parcela, dice Lisa Deering, directora de Glancy Nicholls Architects, que diseñó el edificio.
“Además de esto, está ubicado en una de las calles más concurridas y dinámicas de Birmingham, frente a un cruce clave y la nueva línea de Metro”, dice Deering. “Ubicado en un área designada para desarrollos de gran altura, el sitio brindó una oportunidad clave para diseñar un edificio emblemático como ningún otro dentro de la ciudad”.
A diferencia de sus primos mucho más altos en Nueva York, con 116,5 m de altura, 211 Broad Street no requiere un amortiguador o huecos para reducir la carga de viento, aunque el viento predominante en las elevaciones más largas hará que el edificio se tuerza. Para resistir estas fuerzas, se ha diseñado un ‘tubo’ de hormigón de tres pisos de altura, apoyado en muros de pilotes continuos en cada lado largo y reforzado por placas de piso reforzadas en el primer y segundo piso y conexiones al núcleo.
“El tubo, muy rígido a la torsión, distribuye el momento base de vuelco más grande y significativo, que es característico de los edificios altos, de manera relativamente uniforme a lo largo de todo el edificio”, dice el director gerente de Design2e, Dave Tyson. “El momento de vuelco de la base se resiste con una acción de empujar y tirar compartida a través de los cimientos apilados”.
Si la construcción continúa, se entiende que United Living es el contratista, los desafíos serán todos los que ofrece un sitio de ciudad ajustado y más. Una posibilidad que ha investigado Glancy Nicholls es el uso de un sistema de monorraíl para instalar la fachada unificada.
“Esto subiría el edificio a medida que se completaran las placas del piso, proporcionando un método rápido, efectivo y seguro para instalar la fachada sin impacto en las propiedades vecinas”, dice Deering.
El viento es el mayor desafío para los diseñadores. Cuando el aire golpea el edificio, los vórtices se derraman en el lado alternativo del edificio, creando un efecto de sacudida conocido como desprendimiento de vórtices.
La parte superior de un rascacielos puede moverse varios cientos de milímetros, dice Bianchi: “Esto es perfectamente aceptable siempre que las aceleraciones generadas por estos movimientos estén por debajo del umbral en el que los humanos pueden comenzar a sentir mareos”. Las normas ISO establecen criterios de aceleración para las velocidades del viento que pueden ocurrir una vez al año, y el Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano (CTBUH) hace recomendaciones para un pico de 10 años.
La rigidez estructural por sí sola no es suficiente para reducir la aceleración en los pisos más altos. Las fachadas pueden diseñarse especialmente con esquinas redondeadas, biseladas o con muescas; algunos pisos pueden dejarse abiertos para que pase el viento; y se pueden instalar grandes masas o amortiguadores en la parte superior del edificio para ralentizar su aceleración.
Por ejemplo, el 432 Park Avenue de 426 m de altura en Nueva York, diseñado por WSP, con una proporción de esbeltez de 1:15. Su núcleo de hormigón está vinculado a un marco exterior tubular en cinco puntos, con pisos abiertos en estos puntos. Además, tiene un amortiguador de masa sintonizado doble en su extremo superior para reducir la aceleración inducida por el viento.
Obtener la combinación de huecos, amortiguadores y racionalización no es un asunto fácil. “La evaluación de las aceleraciones inducidas por el viento se lleva a cabo normalmente con el apoyo de un consultor especializado en viento que realiza una prueba en el túnel de viento”, explica Bianchi.
Horizontes superdelgados
Aunque COVID-19 puede haber revertido temporalmente el flujo de población de entornos rurales a urbanos, es posible que veamos torres más delgadas en ciudades donde los valores de la tierra son lo suficientemente altos. Pero no espere que se vuelvan mucho más delgados, dice Moazami de WSP: “La proporción de esbeltez de 1 a 24 se acerca al límite superior de lo que se puede lograr. Eso tiene en cuenta las leyes de la física, pero también la constructibilidad y la economía del edificio ”, dice.
Melbourne desafía esta afirmación. Un concurso de diseño de 2018 produjo The Magic, una torre de 330 m de altura del arquitecto DeciBel con una relación de esbeltez de 26,2 a 1. Sin embargo, por ahora, The Magic sigue siendo una aspiración.
En Birmingham, los aspectos económicos de 211 Broad Street son un desafío. Diseñado para ser un aparthotel, requeriría tasas de ocupación altas e inmediatas, lo que no se puede garantizar en este momento.
“Estamos esperando el mercado”, dice Lisa Deering, directora del arquitecto del proyecto Glancy Nicholls sobre la fecha de inicio en el sitio.
Es posible que Birmingham, y el Reino Unido, tengan que esperar un poco más para un debut superdelgado.
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