Burj Khalifa: Una construcción de excelencia

Published on Wednesday, 23 October 2013 11:41

Written by I. y E. Vidaud

Con 2717 pies de altura (828 metros), el Burj Khalifa es el rascacielos más alto del mundo, superando en 319 metros al que hasta el año de 2007 ostentaba el record de altura mundial: el rascacielos Taipei 101, ubicado en la ciudad de Taipei (extremo norte de la isla de Taiwán), que en aquel momento llegó a tener 509 metros de altura distribuidos en 106 niveles.

El Burj Khalifa debe su nombre al Jeque y presiden.te de los Emiratos Árabes Unidos, Jalifa Bin Zayed Al Nahayan y fue construido entre enero del 2004 y enero del 2010, engalanando la ciudad petrolera de Dubái, una de las urbes más importantes de los Emiratos Árabes Unidos, a orillas del Golfo Pérsico.

Se estima que el costo del rascacielos fue de 1,500 millones de dólares. En la obra se utilizaron 330,000 m. de concreto, de los cuales 45,000 se usaron en la cimentación de la estructura. También, se estima que se usaron 39,000 toneladas de barras de acero.

El edificio cuenta con 186 pisos (contando plantas no habitables) con su punto más alto a 768 metros. A partir de ahí, la antena llega hasta la máxima cota. Cabe decir que en los datos generales de esta obra, solamente se mencionan las plantas habitables (162) que llegan hasta los 624 metros.

El Burj Khalifa no surge por falta de espacio habi.table en la ciudad de Dubái, se edifica conformando la parte central de un complejo desarrollo conocido como Downtown Burj Khalifa (Centro Burj Khalifa), un barrio de nueva construcción de unos 2 km2, situado junto a la avenida principal Sheik Zayed, que atraviesa transversalmente Dubai.

Conocido durante su proceso de construcción como Burj Dubai, el Burj Khalifa fue inaugurado el 4 de enero de 2010, y en él participaron las constructoras Samsung C&T, Arabtec, y BESIX. Las estadísticas con.firman que de manera simultánea trabajaron durante su período constructivo más de 12 mil trabajadores de 30 países, de ellos 380 fueron ingenieros y técnicos. Por su parte, el diseñador y creador de esta imponente megaconstrucción fue el arquitecto estadounidense Adrian Smith, que trabajó junto a la firma de Ingeniería y Arquitectura Skidmore, Owings and Merril (SOM).

Esta maravilla arquitectónica es visible desde 95 kilómetros de distancia. Una idea de su imponente altura puede tenerse al compararlo con el rascacielos más famoso del mundo: el Empire State de Nueva York, que con 431 m de altura (incluyendo su antena) tiene sólo la mitad de altura del Burj Khalifa. Vale la pena destacar lo significativo que resulta que la estructura más alta del mundo no sea una antena o una torre, sino un edificio; algo que no ocurría desde la construcción del Empire State.

El Burj Khalifa no es sólo el rascacielos más alto, sino también la estructura más alta sostenida sin cables, superando a la Torre Nacional de Canadá (CN, por sus siglas en ingles). También es la estructura más alta del mundo, superando a la antena de televisión KVLY-TV de la cadena NBC (casi con 629 m de altura), que se terminó de construir en 1963 en Dakota del Norte, Estados Unidos, y que en 1974 había sido superada por la torre de radio de Varsovia, en Polonia (de casi 646 m de altura). Esta emblemática torre se vino abajo en agosto de 1991, y la KVLY-TV se convirtió nueva.mente en la estructura soportada por cables más alta del planeta.

El Burj Khalifa cuenta con 57 ascensores; pesa 500,000 toneladas, y tiene un área total construida de 344,000 m2, y está recubierto por más de 28,000 paneles de cristal que cubren aproximadamente 100,000 m2 de fachada. Su diseño fue inspirado en el proyecto del ar.quitecto Frank Lloyd Wright; un rascacielos de una milla (1,609 metros) que nunca se concretó y que simulaba armoniosamente la forma geométrica de la Hymeno.callisblanca, una flor del desierto de seis pétalos que se cultiva en la región. A partir de esta inspiración, la base del Burj Khalifa consiste en una Y, compuesta de arcos basados en los domos de la arquitectura islámica. Esta planta en forma de Y posibilita a los ocupantes del edificio poder explotar al máximo la visual hacia el exterior.

El edificio cuenta en su base con un núcleo central hexagonal y tres secciones laterales que sobresalen de éste. Estas alas o lóbulos laterales son iguales; pero ascienden cada una a distintas alturas, lo que hace que la estructura del edificio se vaya haciendo más estrecha hacia su parte superior. En las “alas” del edificio se encuentran las unidades residenciales y habitaciones de hotel, mientras que en el núcleo central se ubican los ascensores y equipos mecánicos. Este sistema es-tructural es conocido entre la comunidad de ingenieros calculistas como "núcleo reforzado".

La altura a la que asciende cada sección de las alas forma una escalera en caracol con dirección a la izquierda, que rodea el edificio y puede contrarrestar los fuertes vientos y tormentas de arena de la región. Este diseño fue probado con numerosos ensayos en un túnel de viento, los que sustentaron su adecuado funcionamiento.

A partir del último nivel mecánico del Burj Khalifa (localizado a más de 500 metros de altura), terminan las alas y sólo queda el núcleo del edificio, que se subdivide hasta terminar en una antena, que completa el diseño del edificio que se va haciendo más delgado conforme aumenta la altura. Compuesta por más de 4,000 toneladas de acero, se trata de una antena teles.cópica, que se construyó dentro del edificio y fue em.pujada por una bomba hidráulica hasta su altura final.

La estructura del edificio (el núcleo y las “alas”) está compuesta por concreto armado hasta la planta 156 (586 metros de altura), superando el récord de la estructura de este tipo más alta del mundo, que era de 447 metros (la citada Torre CN). Puede afirmarse que este rascacielos es la estructura en que se ha co.locado concreto lanzado a mayor altura en el mundo. Usando bombas de la marca Putzmeister, la compañía Samsung C&T llegó a bombear concreto hasta 606 metros de altura.

A partir del piso 156 las plantas están conformadas de acero, lo que aligera la estructura considerablemen.te; 31,500 toneladas de acero conforman esta armazón. El 75% de la fachada del edificio, de 11,500 m2, está recubierta de vidrio; el 25% restante es de metal.

En febrero de 2004 se inició la construcción de la cimentación del edificio Burj Khalifa, en la que se utilizaron casi 200 pilotes que fueron hincados hasta una profundidad de casi 50 metros, siendo calificada como la cimentación más grande jamás construida, concebida para soportar esta colosal estructura, y que además de los pilotes, consta de una inmensa placa de concreto armado de 3.7 m de espesor; conformada de 12,500 m. de concreto.

Su diseño parte de una innovadora tesis, que se soporta en sofisticados estudios geotécnicos y sismo.rresistentes. Es esta placa la que a su vez se encuentra soportada por el sistema de pilotes, cada uno de los cuales tiene 1.5 metros de diámetro en su base y 43 metros de longitud. En la cimentación, se utilizaron 45,000 m3 de concreto, haciendo que ésta tuviera un peso aproximado de 110,000 toneladas.

Asimismo, en la elaboración de los pilotes de fric.ción se utilizaron mezclas de concreto, en donde se consideraron adiciones minerales sustituyendo parte del contenido de cemento: 25% de cenizas volantes y 7% de humo de sílice.

El diseño estructural de concreto armado del edificio, se realizó siguiendo los estándares del ACI 318-02, así como las especificaciones para el acero estructural que se establecen en el American Institute of Steel Construction (AISC, por sus siglas en inglés) de 1999. El proceso de análisis estructural además de las acciones gravitacionales, evalúo los estados de carga de viento y sismo, elaborándose para ello un modelo tridimensional de elementos finitos a estudiarse en el sistema automatizado de cálculo estructural ETABS, en su versión 8.4..

Según las referencias consultadas, la evaluación dinámica del modelo arrojó que los periodos de la edificación, en las dos direcciones ortogonales y en torsión, fueron de 11.3 (período fundamental de vibra.ción), 10.2 y 4.3 segundos, respectivamente. Para el análisis se consideró el Universal Building Code (UBC), de donde se consideró la zona sísmica 2a (bajo riesgo sísmico), con un coeficiente sísmico de 0.15. El análisis incluyó la realización de un estudio de peligrosidad sísmica, en donde se evaluaron espectros de respuesta obtenidos en sitios específicos, y su respuesta ante el sismo de diseño.

En general, las acciones sísmicas no gobernaron el proceso de diseño de la estructura principal (en la antena existente en la cima de la edificación, sí pre.valecieron las acciones sísmicas en el diseño), pues las acciones que prevalecieron fueron las de viento. En este caso, los estudios obtenidos experimentalmente a nivel de laboratorio en un túnel de viento, reportaron desplazamientos horizontales en la parte superior de la estructura principal de aproximadamente 1.5 m, magni.tud que resulta tolerable, de acuerdo a lo recomendado.

En este caso, los múltiples y sofisticados estudios desarrollados en el túnel de viento permitieron concebir una estructura eólico-resistente eficiente, en donde los aspectos asociados a la gran altura y esbeltez de la edifi.cación, fueron atenuados por medio del diseño de una es.tructuración eficiente, tanto en planta, como en elevación.

El Burj Khalifa cuenta con siete niveles mecánicos lo.calizados cada 30 pisos, en donde se sitúa la maquinaria que rige los sistemas del edificio, tales como: estaciones eléctricas, tanques y bombas de agua, y demás siste.mas esenciales para su funcionamiento. Estos niveles pueden distinguirse en la fachada, pues poseen un tipo de revestimiento diferente; así como una mayor altura, respecto a los demás niveles de la edificación.

Un elemento fundamental en la construcción fue la seguridad ante cualquier imprevisto. El Burj Khalifa cuenta con elevadores de seguridad en caso de incendio, con capacidad de 5 toneladas. Para estos casos también existen habitaciones de seguridad, localizadas cada 25 pisos y dotadas de aire presurizado.

Dentro del Burj Khalifa se encuentra el primer hotel de la cadena ARMANI, el cual está localizado en los primeros 39 niveles. Los pisos habitables son 160, de los cuales 49 están destinados a oficinas y 61 a depar.tamentos. También incluye una terraza-mirador que ofrece una visión de 360 grados de la ciudad a 442 metros de altura (planta 124), y oficinas en el resto de los niveles hasta el 156. Los elevadores panorámicos se trasladan a velocidades de 10 m/s, y los interio-res a 18 (m/s). Se afirma que éstos recorren la mayor distancia en el mundo (504 metros).

Colofón de interiorismo

El diseño de los interiores del rascacielos corrió a cargo de la diseñadora Nada Andric, al frente de la firma de arquitectos SOM. En este caso se combinaron perfec.tamente el uso del vidrio, acero inoxidable, piedras pulidas, paredes estucadas, texturas artesanales y pisos de roca, todo inspirado en la cultural local. Cabe decir que más de de mil obras de arte seleccionadas con elegancia y sobriedad, adornan el edificio y sus alrededores.