Mirando hacia arriba: tendencias mundiales en construcción de edificios de gran altura

El edificio más alto del mundo, finalizado en 2009, sigue siendo el Burj Khalifa de los Emiratos Árabes Unidos en Dubai (Foto: AdobeStock)

Por mucho que los tiempos hayan cambiado, algunas cosas deben seguir siendo iguales.

En el segmento de la construcción de gran altura, desde encofrados y cimbras hasta grúas torre y nueva tecnología, la modernización ha sido gradual, pero eso probablemente se debería esperar de un sector de la industria que siempre ha requerido utilizar los mejores métodos avanzados para un resultado eficiente.

Entonces, ¿en qué aspectos ha cambiado la construcción de edificios de gran altura? En los detalles.

Ya sean empresas que recurren a la realidad virtual o al escaneo de modelos, que perfeccionan plataformas, ascensores y grúas autónomas o que simplemente adoptan la colaboración a través de herramientas digitales, la práctica de construir rascacielos, con casi 140 años de antigüedad, es más emocionante que nunca.

El rascacielos de 2 km de altura de Riad

Anunciado para fines de 2022, la capital de Arabia Saudita, Riad, planea hacer espacio para una torre asombrosamente enorme de 2.000 metros de altura (6.562 pies de altura), que superaría al edificio más alto del mundo actual (el Burj Khalifa de los Emiratos Árabes Unidos en Dubai) por más de 1 km; el Burj Khalifa tiene 828 metros de altura (2.717 pies de altura).

El Architects' Journal de Londres informó en marzo de 2024 que la firma de arquitectura con sede en el Reino Unido Foster + Partners estaba trabajando en el proyecto multimillonario.

Aún no han surgido diseños ni el plan ha sido aprobado o financiado públicamente, pero si la construcción comienza, será difícil pasarlo por alto en Riad; la torre más alta actual en la capital de Arabia Saudita es la Torre PIF, de 385 metros (1.263 pies).

Por otra parte, el estado estadounidense de Oklahoma ocupa el puesto 34 entre los 50 estados del país en cuanto a densidad de población general, pero eso no ha impedido que su ciudad más grande y capital, Oklahoma City, planee construir la torre más grande del país (y del continente).

Representación de la 'Legends Tower', una torre de 580 metros de altura que se propone construir en el centro de Oklahoma City. La estructura, si alguna vez se construye, sería la más grande de Norteamérica (Foto: AO)

Boardwalk at Bricktown es un importante proyecto de construcción en Oklahoma City que busca sumar viviendas y complejos hoteleros, además de lugares de entretenimiento, al centro de la ciudad. El plan incluye la construcción de tres torres de aproximadamente 107 m (350 pies) de altura y una cuarta de casi 600 m (casi 2000 pies) de altura.

Originalmente, se había propuesto una torre más baja que la líder actual del país (One World Trade Center en la ciudad de Nueva York), de 533 metros (1.750 pies), pero un anuncio del desarrollador del proyecto en enero dijo que un nuevo plan para erigir un rascacielos de 581 metros (1.907 pies) y 134 pisos había, supuestamente, recibido financiamiento completo de aproximadamente US$1.500 millones.

Se ha especulado mucho sobre la viabilidad y la viabilidad de una construcción de este tipo. Los críticos han sugerido que es poco probable que se llegue a su altura máxima.

De todas formas, el Boardwalk at Bricktown se construirá, aunque con una capacidad reducida. Si se deniegan las torres de 1907 pies y 1750 pies, el proyecto seguirá adelante con un complejo de cuatro torres de aproximadamente 350 pies (107 m) cada una.

La supremacía de los superaltos edificios de China

Hasta hace poco, China superaba a todos los países en cuanto a edificios superaltos, con más de 3.000 edificios de más de 150 metros de altura; el siguiente país más cercano es Estados Unidos, con aproximadamente 900. Los problemas de liquidez y las acusaciones de permisos de construcción obtenidos ilegalmente por el promotor inmobiliario chino Evergrande, así como un límite de 500 metros a la altura de los rascacielos introducido en 2021, han frenado el apetito por los edificios superaltos de gran tamaño en el país. Pero varios proyectos de alto perfil todavía están en marcha.

Este año se inaugurará el Centro Internacional Tierra-Mar en Chongqing (China), cuya construcción finalizará a finales de 2022. La estructura de 458 metros de altura fue diseñada por KPF (Kohn Pedersen Fox Associates) y es el pilar de un complejo de tres edificios en el suroeste de China.

China Construction Third Engineering Bureau Co actuó como contratista principal junto a Arup, trabajando como ingeniero estructural en el edificio compuesto de hormigón y acero.

En Nanjing se están construyendo actualmente dos torres de altura comparable, cuya inauguración está prevista para 2025. Se espera que la más baja de las dos, la HeXi Yuzui Tower A, alcance una altura de 498,8 m (1.636 ft). El edificio de oficinas será solo un metro más bajo que el Greenland Jinmao International Financial Centre (499,9 m), que estará cerca de la Torre A.

La Torre A fue diseñada por Adrian Smith + Gordon Gill Architecture y está siendo construida por el contratista principal Nanjing Runmao Real Estate Co. Su diseño contará con un observatorio al aire libre de 360 grados en la parte superior, que será uno de los más altos del planeta.

El rascacielos Greenland Jinmao fue diseñado por Skidmore, Owings & Merrill (SOM), que también actúa como ingeniero estructural y de ingeniería mecánica, eléctrica y eléctrica. Greenland Group es el desarrollador.

Grúas torre electrificantes

Se podría decir que uno de los mayores cambios de los últimos años en la construcción de edificios de gran altura es la fiabilidad y la accesibilidad de las grúas torre totalmente eléctricas. Si bien la mayoría de las grúas torre modernas se han fabricado para funcionar con electricidad desde la década de 1970, su alta demanda de energía puede dificultar que los contratistas se conecten directamente a las redes nacionales o municipales.

Sin embargo, en los últimos años, los avances en electrificación y la introducción de nuevas fuentes de combustible alternativo han hecho que la posibilidad de utilizar energía no diésel sea más plausible para los contratistas.

Representación digital de la Torre HeXi Yuzui A en Nanjing, China (Foto: Adrian Smith + Gordon Gill Architecture)

Este marzo, United Rentals, la empresa estadounidense de alquiler de equipos más grande del mundo, introdujo por primera vez en el mercado norteamericano sistemas de energía a batería para grúas torre.

“Configurable hasta 500 kW, el sistema funciona junto con un generador para proporcionar energía confiable para respaldar las operaciones de la grúa torre”, dijo United Rentals. “Minimiza el tiempo de funcionamiento del generador al almacenar energía en baterías y funcionar con energía de la batería siempre que sea posible”.

Para operaciones más pequeñas, el sistema puede funcionar completamente “libre de emisiones” con energía generada por energía solar.

Termaco, un diseñador, fabricante e integrador con sede en Canadá de soluciones avanzadas para la protección de sistemas de almacenamiento de energía, desarrolló el sistema energético en asociación con United para un sitio de trabajo en Edmonton, Canadá.

El proyecto fue para una comunidad de uso mixto de 20 acres, y utilizó una grúa torre de ocho toneladas y 70 metros de altura, que funcionaba completamente con el sistema energético de Termaco.

“En el proyecto, [el contratista] pasó de hacer funcionar un generador T4 de 300 kVA las 24 horas del día para alimentar su grúa torre, a cargar el sistema de energía de batería con un generador de 100 kW durante solo dos horas y media al día y operar la grúa únicamente con energía de batería”, dijo United.

La compañía dijo que, para este proyecto, el tiempo de funcionamiento del generador se redujo en un 91%, lo que resultó en una reducción estimada del 80% de combustible y emisiones.

Sin embargo, las grúas torre electrificadas no sólo son cada vez más eficientes y fiables, sino que también son cada vez más grandes.

En octubre de 2023, Mammoet, una empresa holandesa de soluciones de transporte y elevación de cargas pesadas, anunció un importante hito en la construcción de lo que llamó la grúa eléctrica "más grande" y de mayor capacidad del mundo: la SK6000.

El modelo de grúa torre eléctrica ha estado en desarrollo durante años, pero se espera que se lance al mercado en 2024. La cifra numérica en su nombre representa su capacidad de 6.000 toneladas.

Mammoet lanzó el nuevo producto con la elevación de módulos en mente. La grúa está diseñada para levantar componentes de 3.000 toneladas a una altura de gancho de 220 m con un radio máximo de 144 m. La empresa afirmó que la unidad podrá levantar módulos de entre 3.000 y 6.000 toneladas.

Elevándose por encima de la competencia

La mayoría de los edificios no se construyen para ganar premios, pero de vez en cuando un proyecto captura la imaginación del público y de las organizaciones comerciales, y algunos líderes de proyectos vuelven a casa con más hardware que solo sus máquinas y herramientas.

Una de esas estructuras y proyectos es el Lighthouse 2.0 de Dinamarca, en la ciudad de Aarhus. Ubicado en los Docklands de Aarhus, el edificio residencial de 44 pisos y 142 metros de altura es el más grande de su tipo en el país. Finalizado en 2022, creó 381 nuevas viviendas a menos de 3 km del centro de la ciudad.

A finales de 2023, el Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano (CTBUH), con sede en EE. UU., un organismo internacional que estudia e informa sobre la planificación, el diseño y la construcción de edificios altos, otorgó a Lighthouse 2.0 el premio al Mejor Edificio Alto en la categoría de 100 a 199 m.

El diseño cuenta con aproximadamente 20.000 m2 de vidrio de doble acristalamiento, con una estructura de base hecha principalmente de hormigón. A nivel del suelo, la torre está rodeada de plazas escalonadas con espacios interiores y exteriores.

El edificio residencial Lighthouse 2.0 en Aarhus, Dinamarca (Foto: Peri)

Los materiales, la geometría específica y la ubicación cercana al mar requirieron una estrecha colaboración entre el contratista general del proyecto y Peri, con sede en Alemania, el proveedor de encofrados y andamios de Lighthouse 2.0.

“Los requisitos arquitectónicos especiales y el exigente cronograma de construcción exigieron una estrecha cooperación entre el contratista general Per Aarsleff A/S y Peri”, comentó Peri.

En el proyecto se utilizó el sistema de autotrepa ACS de Peri, que según la empresa cuenta con un cilindro de un solo golpe de alta capacidad que sube al siguiente nivel en solo 20 minutos utilizando menos soportes, anclajes y piezas y partes en general que las unidades de autotrepada más antiguas.

Diseñado para los mercados estadounidenses, Peri señaló que el uso del ACS en el proyecto Lighthouse fue una novedad en Dinamarca.

"El encofrado trepante guiado por rieles impresionó con su accionamiento hidráulico, grandes unidades de trepado, alta fuerza de elevación y procesos rápidos", dijo Peri, y agregó que su unidad ACS Core 400, en particular, es experta en soportar plumas de colocación de hormigón, lo que fue ideal para este proyecto centrado en el hormigón.

“Esto permitió realizar un ciclo de hormigonado de tan solo una semana por planta”, explica la empresa.

Debido al diseño de la plaza del edificio, la coronación de la estructura requirió una solución personalizada antes de poder completarla.

“El desafío residía en que la geometría de los pisos superiores era diferente a la de los pisos inferiores”, explica Peri. “No habría sido rentable montar andamios hasta el piso superior, por lo que hubo que encontrar un enfoque completamente nuevo para la construcción de andamios”.

Jesper Scharff Lanng, director del sitio de Aarsleff, señala que las ventanas panorámicas del piso superior, un restaurante en el piso 44 y el diseño de la terraza en la azotea exigían una "solución personalizada innovadora".

Los ingenieros dedicaron más de 400 horas de trabajo para crear la solución, lo que implicó montar 50 toneladas de andamios, algunos de los cuales se instalaron tanto en el interior como en el exterior.

Lanng señaló: “Montar andamios dentro del edificio que se extiendan hacia el exterior no es nada inusual, pero si estás instalando 50 toneladas de andamios en cuatro pisos en el piso 43, entonces es un asunto diferente”.

Énfasis en la seguridad

Un edificio de gran altura no puede tocar el cielo sin construir antes sus cimientos y soporte, y el papel del encofrado y las grúas en la era moderna consiste en utilizar métodos probados y verdaderos mientras se innova la mecánica para aumentar la productividad.

El Vita Load Navigator operado por un equipo de PCL Construction en St. Paul, Minnesota, EE. UU. El gancho de la grúa se opera de forma remota con ventiladores integrados que reducen el balanceo y la tracción provocados por el viento y el movimiento de la grúa (Foto: Vita Industrial)

Si bien los proveedores de encofrados adoptan cada vez más nuevas tecnologías como el escaneo 3D, la planificación 4D y la incorporación de BIM (modelado de información de construcción) y capacidades de gemelos digitales en sus servicios, quizás el mayor énfasis en el sector esté en la seguridad.

Steve Duthie, director asociado de Altrad RMD Kwikform, dijo que la presión interna y externa para hacer que los sitios de construcción sean más seguros está impulsando nuevos productos.

“Si tenemos en cuenta la magnitud de un proyecto, los plazos ajustados y la cantidad de subcontratistas y equipos que trabajan bajo este tipo de presión, resulta evidente que pueden surgir riesgos potenciales para la seguridad”, afirmó Duthie.

El sistema de apuntalamiento de aluminio de alta resistencia Alshore Plus de RMD Kwikform es un ejemplo de los productos de encofrado convencionales que han logrado mejoras en materia de seguridad. Cuenta con un mecanismo de liberación de carga integral de acción rápida con conexiones personalizadas entre los marcos y las patas. El diseño, según RMD Kwikform, permite una instalación más rápida.

Un montaje más rápido significa menos gente en el lugar durante menos tiempo, pero Alshore Plus también mejoró el acceso por escaleras, plataformas, soportes de tablas y pasamanos en todo el sistema.

Pero incluso algunos de los productos más simples, como la pantalla de seguridad y el sistema de protección contra escombros Ascent-S de RMD Kwikform, pueden hacer que los proyectos de gran altura sean más seguros. El Ascent-S puede venir con diferentes opciones de revestimiento para adaptarse al medio ambiente. También se puede lograr un sellado perimetral completo y todos los paneles se pueden entregar preensamblados en el sitio.

Otro producto que contribuye a la seguridad y mejora la eficiencia de las grúas torre es el Vita Load Navigator, fabricado por la empresa estadounidense Vita Industrial. Se trata de una aplicación que se coloca en el gancho de una grúa torre para ayudar a estabilizar los materiales, mediante un control remoto, en medio del movimiento o en condiciones de viento.

Es una herramienta en la que Trent Johnson, gerente de distrito en el Alto Medio Oeste de EE. UU. de PCL Construction, dijo que su equipo ha confiado para proyectos recientes.

Trent Johnson, gerente de distrito de PCL para el Alto Medio Oeste de EE. UU. (Foto: Vita Industrial)

Dijo que la aplicación original era para usos militares y aplicó la ilustración de un equipo de rescate que saca a alguien de una situación remota.

“Cuando tienen que entrar a rescatar a la gente, bajan al hombre, la cesta y ponen a la persona allí, pero cuando la vuelven a subir, las palas del helicóptero crearían turbulencias y la harían girar”, dijo Johnson, señalando que algo similar puede suceder cuando se colocan paredes grandes o materiales anchos a gran altura con una grúa torre.

“Estas dos piezas en el extremo son dos ventiladores que funcionan con un sistema de baterías”, dijo Johnson sobre el Vita Load Navigator. “Con las grúas torre, la cimbra y el encofrado, a medida que se elevan… el viento golpea el encofrado”.

Johnson dijo que puede crear una "vela bastante grande" y significa que un viento de 22 millas por hora (35 kilómetros por hora) generalmente resulta en un día no laboral por cuestiones de seguridad.

El Vita Load Navigator reduce la cantidad de viento que atrapa el material al soplar el material en resistencia al viento, lo que permite un movimiento y una colocación más estables.

“Este equipo nos permite trabajar en entornos con mucho viento”, dijo Johnson, quien agregó que un trabajador trabajaría en conjunto con el operador de la grúa para garantizar una colocación pareja. “Y, mientras [el operador de la grúa] la deja caer, es cuando el tipo que maneja el Vita Load Navigator podrá marcar perfectamente, con un margen de uno a dos grados, el lugar donde debe ir”.

Si bien los contratistas, desarrolladores y financiadores ciertamente se han visto perjudicados por el aumento de los costos de los materiales, la escasez de mano de obra y una regulación inconsistente sobre la sostenibilidad, hay poca evidencia de que el apetito del público o de los desarrolladores por los edificios grandes esté disminuyendo.

Mientras las construcciones gigantes puedan seguir siendo rentables y las ciudades del mundo puedan beneficiarse de torres inmensas, la misma pregunta tentadora seguirá planteándose año tras año: ¿hasta dónde podemos llegar en el cielo?