El Capital Gate: La Torre Inclinada que Desafía la Gravedad CONSTRUCCIÓN

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1 60 CONSTRUCCIÓN Foto: nationalpostnews.files.wordpress.com El Capital Gate: La Torre Inclinada que Desafía la Gravedad Carlota Arias Schickler Metal Actual Está sustentada sobre 490 pilotes de concreto reforzado, taladrados hasta 30 m de profundidad. El Capital Gate desafía las leyes de la gravedad al ser capaz de mantenerse en pie aún con 18 grados de inclinación, gracias a las técnicas vanguardistas utilizadas para su construcción, muchas de ellas nunca antes empleadas en un rascacielos. En un lugar donde la arquitectura extrema es la regla emerge el Capital Gate, cerca al Centro de Exhibición Nacional de Abu Dhabi en Emiratos Árabes Unidos. Este edificio, ideado por Abu Dhabi National Exhibitions Company (Adnec), se construyó entre 2007 y 2010 y consta de 35 pisos, en los que cada nivel posee una forma diferente, con propósitos comerciales mixtos. Del piso dos al 16 es un espacio de oficinas y del 18 en adelante es un hotel cinco estrellas de la cadena de hoteles Hyatt; adicionalmente, la estructura cuenta con una piscina suspendida a 80 metros de altura. Con una inversión de US$231 millones, 160 metros de altura y toneladas de acero estructural utilizado, la torre desafía la gravedad al tener una inclinación de 18

2 CONSTRUCCIÓN 61 grados, a partir del décimo segundo piso; esto le valió el reconocimiento, en 2010, del Guinness Record, al ser el edificio más inclinado del mundo, superando a las Torres Kio en Madrid y a la Torre de Pisa en Italia. La sofisticada ingeniería estructural de acero de esta torre, hace que la obra sea relevante para el sector de la construcción metálica y la arquitectura e ingeniería civil, no sólo por la versatilidad y aplicación del acero, sino también por los retos y desafíos superados en materia de diseño, entre los cuales se destaca el desarrollo de procesos innovadores y pioneros como el primer núcleo pre-arqueado del mundo. Los Cimientos La estructura, inspirada en las dunas del desierto, esculpidas por el viento y las olas del Golfo Pérsico, fue diseñada con una inclinación en forma de espiral asimétrica, lo cual genera un efecto visual según el ángulo de observación y adquiere una apariencia diferente. Este diseño implicó numerosos retos que fueron afrontados con el fin de cumplir los parámetros de seguridad necesarios para garantizar la integridad de la torre. Uno de los primeros desafíos para los ingenieros fue la inclinación de la torre, ya que los pisos superiores de la edificación empujan la base de la estructura y crean enormes fuerzas en contra de la edificación. Por esta razón, para hacer frente a las presiones gravitacionales, sísmicas y condiciones climáticas como los fuertes vientos de Abu Dhabi, los cimientos están fundados sobre 490 pilotes taladrados hasta 30 metros de profundidad, que soportan una losa de concreto con una malla de acero de refuerzo de 2.0 m para distribuir las fuerzas de forma pareja y conseguir más resistencia. En total, para la base de la edificación, se vertieron más de m 3 de concreto. Tener fuertes cimientos no es suficiente para mantener la torre inclinada y en pie, en este sentido, las técnicas convencionales para soportar cargas fueron descartadas, ya que la fuerza de la parte saliente de la edificación hace que el concreto propenda a desgarrarse y aumenta el riesgo de derrumbamiento de la estructura. Por lo que, el equipo de ingenieros y arquitectos idearon una creativa y revolucionaria solución: la construcción de un núcleo central con una inclinación proporcionalmente opuesta a la estructura. Altura Grados de inclinación Datos Generales 160 metros 18 Número de pisos 35 Pisos de oficina Pisos 2-16 Pisos de Hotel Pisos Pisos de Planta 1 y 17 Área total construida Área aproximada de oficinas Área total hotel Número de vigas utilizadas metros cuadrados metros cuadrados metros cuadrados Nodos utilizados Total de concreto utilizado en los cimientos Total del acero utilizado en la estructura Total de concreto de refuerzo utilizado Número de placas de acero estructural de Diagrids, vigas y columnas. Tamaño de la fachada metros cúbicos toneladas metros cúbicos m 2 1. Núcleo 2. Rejillas diagonales de acero 3. Estructura para contrarrestar fuerzas de inclinación 4. Protección solar 5. Hotel Hyatt 6. Oficinas 7. Atrio. Foto: El Capital Gate hace parte del proyecto denominado Capital Centre, que cuenta con un presupuesto de US$2.2 billones. Foto: Total de paneles de vidrio utilizados Total de vidrio utilizado en la fachada Total horas hombre hasta diciembre 31 de 2010 Propietario Arquitecto del proyecto Contratista Principal Diseño metros cuadrados 9.73 millones ADNEC. en cabeza de Sheikhn Sultan Bin Tahnoon al Nahyan Tony Archibold Al Habtoor Robert Mathew. Johnson- Marshall & Partners (RMJM)

3 62 CONSTRUCCIÓN En detalle, el núcleo central fue fabricado empleando principios innovadores y pioneros de alta ingeniería en la construcción. Fundamentalmente, la novedad es la propia curva del núcleo que se dobla en la dirección opuesta a la inclinación del edificio algo nunca intentado previamente, para soportar las cargas verticales y horizontales. De esta forma, a medida que la construcción avanza y la torre crece, el peso natural de la estructura hala el núcleo y lo endereza, paulatinamente, para que adopte una posición vertical como consecuencia de las tensiones exteriores. Para lograr la construcción del núcleo central, fue necesario utilizar una técnica conocida como jump forming, o moldeado por salto; este proceso consta de una plataforma hidráulica que soporta un molde de 4.0 m de altura, que le da la forma al núcleo. Así las cosas, el jump forming permite construir, paso a paso, de forma continua y escalonada, la estructura central. Específicamente, sobre la plataforma hidráulica se instala un molde interior que tiene una densa malla de acero de refuerzo compuesta por varillas conocidas Foto: National Geographic Megastructures - The Leaning Tower of Abu Dhabi como rebar y cuya configuración se asemeja a una canasta; es decir, varillas corrugadas de acero verticales entrelazadas con otras horizontales. Esta estructura es rellenada posteriormente con concreto vertido durante la noche pues las altas temperaturas del día en Abu Dhabi, cercanas a los 50 ºC, secarían el La construcción del núcleo, realizada en secciones de 4 pisos, comenzó en abril de 2008 y demoró 10 meses en finalizarse. El soporte central tuvo un desplazamiento de hasta 350 milímetros para adoptar una posición vertical. Foto: material rápidamente y posibilitarían la aparición de grietas y fracturas. Una vez terminado un nivel, el armazón se sujeta a columnas guías y la plataforma se eleva para repetir el proceso; así, uno tras otro, cada 4 m, se funden los niveles del núcleo central hasta alcanzar la cima. Adicionalmente, con el fin de reforzar la estructura y garantizar su sostenibilidad, se lleva a cabo un proceso de pos-tensión de forma vertical en el núcleo para otorgarle más estabilidad y evitar el derrumbamiento de la estructura como consecuencia del peso y la gravedad. Para esta técnica se utilizó, aproximadamente, metros de cable de acero a lo largo del núcleo, con un peso de 120 toneladas, aproximadamente 44 veces el material empleado en la construcción del puente Golden Gate. Los constructores introdujeron, a través de ductos previamente moldeados en la pared del núcleo y cada cinco pisos, 146 tendones (cables) de acero de 20 metros de longitud entrelazados entre sí, para fortalecerlo. Una vez los cables están dentro del núcleo, a lo largo de los ductos en mención, procedieron a asegurar ambos extremos de los filamentos y los tensionaron individualmente con

4 CONSTRUCCIÓN 63 un gato neumático. Después, rellenaron con concreto el interior de los ductos, para sellar el alojamiento de los tendones. Una vez concluido el núcleo, los pisos fueron construidos de forma vertical hasta el décimo segundo nivel. A partir de este punto, comienza la inclinación de la estructura, a través del escalonamiento de las placas de los niveles, que varían entre 800 y mm con relación al núcleo. Desde del piso número 29 hasta el 35, el rango varía entre 900 y 300 mm con relación a la línea de la fachada. La Fachada Terminado el esqueleto de la estructura, sobre este, se utiliza un marco que adopta una figura curva y permite el montaje de grandes ventanas panorámicas exteriores. Foto: Foto: Los diamantes están compuestos por 18 paneles de vidrio y se instalan en el sistema de rejillas diagonales, también conocido como diagrids. Por su forma, toleran fuertes cargas generadas, distribuyendolas uniformemente por el exterior de la estructura. A su vez, ahorran costos de producción y energéticos, pues reducen el uso de acero de soporte y además permiten crear espacios amplios.

5 64 CONSTRUCCIÓN Dichas ventanas tienen forma de paneles triangulares y geometrías tipo diamante, que como un rompecabezas tridimensional, encajan y se adaptan a la inclinación de la torre, lo que permite que las fuerzas se distribuyan individualmente sobre cada panel (ventana). Este sistema puede ser comparado con la cascara del huevo, que aunque delgada y frágil, en la medida en que rodea el contenido del alimento, distribuye las fuerzas a través y a lo largo del exterior, haciéndola más resistente. Así, la delgada fachada deja más espacio al interior y soporta la carga a través de una red uniforme externa. Los paneles forman una piel estructural, o malla gigante de 720 rejillas diagonales de acero que, según su tamaño y forma dimensional, pesan hasta 16 toneladas y conectan con precisión milimétrica las secciones cruciformes adyacentes con la fachada. Otro de los retos asumidos por los diseñadores, fue conformar una fachada resistente y a la vez flexible; es decir, lograr una piel que protegiera de los factores climáticos la estructura y garantizara el movimiento al ritmo del armazón sin desprenderse. Como solución a este desafío, los hábiles constructores utilizaron un tipo de vidrio especial en las ventanas que tiene la capacidad de desplazarse hasta 20 milímetros. Hoy día, la fachada cuenta con paneles de doble acristalamiento en forma de triángulos, que pueden pivotar en tres direcciones y cubren las complejas superficies geométricas dadas por la estructura. El diseño del Capital Gate también, incluye una piscina desbordante en el piso 19; una extensión de dos pisos que sobresale de la fachada del edificio sin soportes visibles. El peso de la piscina significó otro de los mayores retos arquitectónicos pues, solamente el agua pesa 150 toneladas. Para ello, los arquitectos incluyeron un refuerzo de 22 puntales de acero, que transfieren el peso saliente de regreso al edificio y sus conexiones disipan las fuerzas de toda la carga. Además, ya que a mayor altura e inclinación, la estructura debe ser más liviana para soportar menos peso. Al interior del edificio, se encuentra un atrio (espacio) de 60 m de altura en forma de pozo iluminado, que permite la entrada de luz natural; comienza en la base pequeña y se abre como un gran embudo, disminuyendo las cargas. El atrio interno, en forma de embudo, tiene altura de 18 pisos y transporta las fuerzas del edificio hasta su base en forma de cuña. Sin embargo, al estar toda la carga concentrada en un punto tan pequeño, para evitar que el atrio atraviese la pared del núcleo, el concreto circundante del núcleo está protegido por seis placas de acero de ocho metros de Foto: altura que cubren dos pisos y están apuntaladas y conectadas al núcleo. No obstante, tener una solución para reducir el peso y minimizar las fuerzas puede llegar a ser un arma de doble filo, porque los pisos sirven para la transferencia de las cargas de las rejillas de acero hacia el núcleo. Al existir un orificio de ese tamaño, las cargas deben encontrar otra forma de ser disipadas y como no cuentan con un soporte o una estructura para hacerlo puede derrumbarse. Por esta razón, se replicó la estructura utilizada en la fachada de rejillas diagonales al interior del atrio una técnica innovadora. Ahorro Energético Adicionalmente, los ingenieros y diseñadores del Capital Gate, utilizaron técnicas innovadoras para hacer La llamativa splash que comienza en el piso 18, crea un efecto de ola que conecta el pasado con el futuro de Abu Dhabi. Su construcción comenzó en enero de Foto: ablazewithlight.com

6 que la construcción disminuyera el uso de energía, dentro de las ellas están: Emplearon un sistema de fachada de doble acristalamiento, que utiliza toneladas de acero estructural en dos sistemas romboidales paralelos, lo que tiene como objetivo pre enfriar el aire entre las dos capas de cristales, mantener el interior fresco, eliminar los reflejos y mejorar la luminosidad. Esto disminuye el uso de aire acondicionado artificial y reduce el consumo de energía. Los paneles reflejan el azul del cielo y, a su vez, tienen un recubrimiento especial de anti rayos ultravioleta para evitar que penetren directamente en el interior del edificio. El Capital Gate tiene también un techo sobresaliente que descansa en medio de varillas de metal y conecta el edificio con la entrada principal. Este ofrece sombra a los visitantes y disminuye el uso de sistemas de enfriamiento. La ola es una estructura totalmente independiente al edificio, está hecha de acero inoxidable y se fija a la torre principal con vigas en forma de L; gira alrededor de la estructura y tiene como objetivo proteger la torre de la luz solar directa, logrando eliminar el 30 por ciento del calor solar antes que llegue al edificio. La torre también cuenta con un puente que conecta al Capital Gate con otros edificios aledaños y tiene paneles de sol plegables para producir electricidad. Actualmente, el Capital Gate es otra prueba de la versatilidad del acero, ya que, a lo largo de su construcción, fue empleado de múltiples formas para cumplir con los requerimientos de diseño. Los materiales utilizados en esta megaestructura, a pesar de ser lo suficientemente rígidos para soportar una gran cantidad de peso, alcanzan la eficiencia y flexibilidad estructural con técnicas innovadoras que ahorran costos en la construcción y en energía; cumple con todos los estándares de seguridad y lo protege de presiones gravitacionales, sísmicas y del viento. Fuentes National Geographic Megastructures - The Leaning Tower of Abu Dhabi - (consultado el 20 de 2012) www. expedia.es com www. blog.melrom.com