1.12. Una introducción general a las estructuras de los edificios de gran altura.

• Si bien todos los temas que tienen que ver con las acciones y las estructuras que soportan los edificios de gran altura se desarrollan posteriormente, este primer capítulo de carácter general introductorio quedaría incompleto, sino esbozará un marco general previo sobre los modelos básicos estructurales que han permitido construir esta tipología de edificios a lo largo de su breve historia. Con este marco esperamos poder situar al lector en una posición que le permita adentrarse más fácilmente en los temas específicos y concretos de la problemática estructural de los rascacielos que se exponen en los capítulos siguientes, teniendo de ellos previamente una visión general que le permita hacerlo más cómodamente.

Las estructuras básicas verticales de los primeros edificios de cierta altura, al no disponerse de nada alternativo mejor, fueron los tradicionales muros de carga que se construían ensanchando sus espesores a medida que el número de pisos se iba incrementando, siguiendo reglas más o menos empíricas que parecían proporcionar buenos resultados, aunque sumamente costosos, especialmente por la superficie útil que ocupan en las plantas.

En la construcción histórica, tradicional y cotidiana, la solución de los muros de carga estructurales era la más barata, simple y funcional, al mismo tiempo que la más sólida y durable.

La durabilidad y seguridad de los muros de carga tenían poco que ver con problemas de resistencia y sí mucho que ver con aspectos relacionados con la estabilidad; es decir, con sus esbelteces. Para que los muros portantes funcionaran correctamente en el tiempo, pudiéndose elevar simultáneamente en altura, el Código de la Construcción de New-York en 1892 proponía unas reglas de diseño para los muros de carga y los muros divisorios, previendo que pudieran servir para construir edificios con la nada despreciable altura de unas 20 plantas.

Fig. 1.93. Reglas de diseño recomendadas para la construcción de muros de carga en Nueva York en 1892.

Fig. 1.94. Reglas de diseño recomendadas para los espesores de los muros divisorios de los edificios propuestas por el Código de la Construcción de Nueva York en 1892.

Al industrializarse la fabricación de perfiles metálicos, primero de fundición, después de hierro y finalmente de acero, al mismo tiempo que se introducía a finales del siglo XIX el uso del hormigón armado en la edificación (tímidamente al principio y masivamente en el siglo XX), se comprende fácilmente que los muros de carga fueran desapareciendo del mundo de los edificios. Pese a las grandes cualidades técnicas y estéticas que poseen los muros de carga cuando se diseñan formalmente de manera apropiada, como demuestran infinidad de las obras construidas con los mismos a lo largo de la historia de la Arquitectura; sus limitaciones estructurales, su lentitud constructiva, su coste y la gran superficie útil que ocupan en planta, supuso su ruina frente a los nuevos materiales y sistemas tecnológicos que irrumpieron en el mundo de la construcción con la Revolución Industrial.

El último mohicano de los rascacielos construidos con muros de carga fue el edificio Monadnock de 16 plantas construido en Chicago (1891) por el ingeniero J. Root. Los muros de carga construidos para el Monadnock llegaron a tener el nada despreciable espesor de 1,8 metros.

Fig. 1.95. Edificio Monadnock en Chicago.

Sin embargo, no fue brusca ni repentina la desaparición de los muros de carga en el panorama de los edificios, existió una etapa intermedia donde coexistieron muros de carga de piedra y ladrillos en fachadas y núcleos verticales de escaleras, con pilares interiores sometidos exclusivamente a carga gravitatoria. Los muros de fachadas y del núcleo de escaleras, se encargaban de dar rigidez y estabilidad al edificio frente a las cargas horizontales, esencialmente las fuerzas de viento; y los segundos, es decir, los pilares, liberaban funcionalmente los interiores aumentando considerablemente los espacios útiles disponibles en las distribuciones y, por consiguiente, la utilidad y versatilidad de las plantas.

La filosofía anteriormente descrita, transformada en un esquema estructural de referencia básico resuelto con nuevas formas y nuevos materiales capaces de resistir tracciones y compresiones, sigue aplicándose con profusión en la resolución de las estructuras de los rascacielos. El acero y el hormigón de alta resistencia (≥ 50 MPa) reemplazan en la actualidad a las piedras y ladrillos, conformándose con estos materiales las piezas sustitutivas de los tradicionales muros de carga que bordeaban el perímetro y limitaban los núcleos de comunicación verticales en los edificios. Estas nuevas piezas verticales o núcleos de rigidez –llamados también en la cultura anglosajona muros de cortante puesto que tienen la ineludible obligación de resistirlo, al ser el mismo la resultante final de las fuerzas horizontales– poco han cambiado y evolucionado funcional y conceptualmente en la historia de la construcción de los edificios de gran altura.

Inicialmente, los primeros pilares y vigas que sustituían a los muros de carga en el interior de los edificios poco tenían que ver con la configuración de los pórticos actuales y lo que se espera de ellos como mecanismos resistentes a cargas verticales y horizontales. Básicamente el conjunto de estos primeros pilares y vigas tenían un comportamiento muy parecido a los esquemas estructurales del Partenón, muy lejos todavía de poder aportar la rigidez suficiente y necesaria que demandan los empujes de viento y sismo a las estructuras de los edificios de una cierta altura.

Dentro del contexto histórico de la construcción, a medida que fue perfeccionándose los montajes y las uniones de vigas y pilares, las estructuras basadas en los mecanismos del pórtico fueron reemplazando paulatinamente a los muros portantes de piedras y ladrillos hasta hacerlos desaparecer totalmente, en cuanto los edificios superaban las tres plantas o cuatro plantas.

Bien es verdad que, a título meramente anecdótico, resulta posible y viable en el presente construir edificios de 20 plantas con muros de carga de 20 cm de espesor, como se ha hecho para satisfacer en los EE.UU. a la industria de los fabricantes de bloques de hormigón. Estos bloques de hormigón prensados y huecos se rellenan a su vez también de hormigón y armaduras cuando se convierten en muros de cortante en los edificios altos, aunque en honor a la verdad, los muros de carga que llevan estos edificios, nada o muy poco tienen que ver conceptualmente con los viejos muros de carga a los que se refería el Código de la Construcción neoyorquino de 1892 citado anteriormente.

El libro sobre los rascacielos de David Bennett, de manera muy sencilla y didáctica, nos ilustra y nos adentra espléndidamente sobre los esquemas estructurales empleados en la construcción de los rascacielos, a partir de que el mecanismo pórtico fuese puesto a punto de manera práctica e industrial, junto al ascensor de Otis en Nueva York y Chicago.

Los primeros pórticos estructurales de tipo metálico solían ser de nudos semirrígidos, por lo que tan sólo podían ser empleados para edificios de escasa esbeltez y alturas limitadas. Además, estos primeros pórticos necesitaban la rigidización indirecta, aunque no lo pretendieran, de las divisiones de compartimentación construidas con fábricas de ladrillo en el interior de estos edificios pioneros en las alturas.

Fig. 1.96. Los edificios entre 10-15 pisos, de escasa esbeltez, pueden ser resueltos con estructuras metálicas de pórticos con nudos semirrígidos. Ejemplos: Reliance Building - Chicago USA , 1895 (Del libro de David Bennett y a su lado izquierdo una estructura similar de un edificio del levante español de los años 1960-70.

• Si los pórticos son metálicos y los nudos se resuelven con detalles constructivos que les doten de la rigidez necesaria para que vigas y pilares tengan un empotramiento eficaz, y siempre y cuando estemos dispuestos a asumir el coste considerable de acero que de ello se deriva, resulta posible aplicarlos diseñando las estructuras de edificios que podrían alcanzar las cuarenta plantas, tal y como sucedió en la primera mitad del siglo XX.

Fig. 1.97. Estructuras metálicas de pórticos con nudos rígidos que, aunque sumamente costosas, podrían ser empleadas en edificios de hasta cuarenta plantas. Ejemplo: Lever House - New York, 1952. (Del libro de David

Bennett).

• Si nos situamos en el ámbito español, donde las estructuras básicamente se proyectan y construyen en hormigón armado con vigas planas, el mecanismo pórtico es el habitualmente empleado en los edificios de viviendas, donde las luces hasta hace muy poco no superaban los seis metros.

En la actualidad, dado que las luces de los edificios se han incrementado y seguimos empeñados en emplear las vigas y los forjados planos incluso para luces que ya comienzan a superar los siete metros, el mecanismo pórtico con estructuras de hormigón armado resulta adecuado para alturas que no superen las quince plantas. Veinte plantas podría ser la cota superior, el rango máximo de este sistema estructural de pórticos a un precio razonable, empleando ya en su configuración vigas descolgadas en los forjados (vigas acusadas en los techos).

Fig. 1.98. Esquema estructural representativo de los empleados en los edificios alicantinos por debajo de las 20 plantas: Forjado reticular + Micropantallas de 1 a 1,5 m de canto.

No obstante, conviene señalar que el concepto de viga plana en el presente, comienza a ser un término impreciso, puesto que al proyectarse forjados con luces elevadas, los cantos de estas vigas alcanzan ya valores de cierta entidad (30-35 cm), aproximándose a los cantos de las antiguas vigas de los inicios del hormigón armado en España. Más bien deberíamos quedarnos con el término de vigas embebidas en el espesor del forjado sin más adjetivos. Esta cuestión debería matizarse y resolverse a la hora de aplicar los criterios sísmicos que clasifican las vigas bajo el punto de vista de su ductilidad. Una viga de 40 x 35 con un forjado de 25 cm de espesor según la actual Norma Sísmica se considera dúctil, pero la misma viga si forma parte de un forjado de igual espesor, según la misma Norma ya no lo es, lo cual como poco admite una mínima reflexión.

Refiriéndonos también a España, y para el rango de las alturas que estamos mencionando (10-20 plantas), los forjados planos de tipo reticular con cantos variables entre los 25 y 30 cm empotrados en pilares ligeramente apantallados, han configurado un modelo estructural muy empleado en los edificios de tipo residencial, especialmente en toda la zona mediterránea. En este modelo estructural, el de los forjados reticulares, el mecanismo pórtico de vigas y pilares se encuentra reemplazado por un mecanismo similar, ampliamente conocido con el nombre de pórticos virtuales; capaces de dar respuesta a los empujes horizontales razonablemente bien en el rango de alturas inferiores a las 20 plantas.

En las estructuras de pórticos virtuales mencionadas, los pilares deben poseer unas dimensiones suficientemente amplias y constantes en altura; por ejemplo, manteniendo un lado constante entre 30 y 40 cm y haciendo crecer el lado contrario hasta los 150 cm más o menos.

• Las estructuras esencialmente metálicas resueltas con pórticos construidos con nudos de escasa rigidez corresponden sustancialmente al primer período de los rascacielos, al período de sus inicios, el período que dio origen al tan citado estilo de la Escuela de Chicago.

• Los pórticos de nudos rígidos fueron empleados hasta la saciedad durante el desarrollo de los rascacielos en su segundo período, el periodo historicista, sin analizar su idoneidad, aplicándolos en unos rangos de alturas donde su rendimiento y eficacia dejaban mucho que desear.

Este segundo período de los rascacielos descrito anteriormente, en nuestra opinión, tal vez sea la etapa más brillante y llamativa de la historia de los rascacielos, la etapa que dio pie a cimentar su fama, la leyenda y el esplendor que poseen los mismos; estamos, como ya vimos, ante el período en el que fueron construidos los míticos edificios WOOLWORTH de Cass Gilbert (1917), el CHRYSLER proyectado por William Van Alen's (1930), el EMPIRE STATE de la oficina Shere, Lamb & Harmon y el conjunto urbanístico más emblemático del mundo, el ROCKEFELLER CENTER (1932-1940), fruto de muchos esfuerzos, pero atribuido formalmente al arquitecto Raymond Hood.

Fig. 1.99. Esquema típico de los nudos rígidos empleados en los pórticos primitivos de los grandes rascacielos históricos.

• Es en el tercer período de la historia de los rascacielos, el definido por el Estilo Internacional o Modernismo, cuando las estructuras de éstos comienzan a analizarse con un mayor rigor y en profundidad. Los esquemas estructurales se racionalizan y se sistematizan situándolos en sus contextos y en los rangos apropiados a las alturas de los edificios, gracias a los magníficos trabajos de los ingenieros de SOM (Skidmore, Owings & Merril), sobresaliendo entre ellos la figura de Fazlur Khan, responsable directo de la Torre Sear y el John Hancock Center en Chicago, y anteriormente M. Goldsmith.

A F. Khan le debemos los rangos básicos, los esquemas estructurales en los que podemos situarnos de manera racional en el proyecto de las estructuras de los edificios de gran altura. Estos esquemas que adjuntamos, son ya un referente ampliamente difundidos y asumidos en las estructuras de los rascacielos.

Fig. 1.100. Esquemas orientativos de proyectos propuestos por F. Khan.

Gracias a F. Khan podemos afirmar asumiendo errores tolerables, que los edificios con alturas comprendidas entre las 15 y 40 plantas, pueden ser resueltos con estructuras en las que las acciones horizontales sean asumidas casi en su totalidad por pantallas o núcleos de rigidez construidos en hormigón armado, o con celosías metálicas tupidas a base de cruces de San Andrés.

Fig. 1.101. Esquema clásico de estructura resuelta con pantallas y/o núcleos de rigidez construidos casi siempre en hormigón armado, encargados de absorber los empujes horizontales prácticamente en su totalidad

para edificios entre 15 y 40 pisos por efecto ménsula.

El concepto de la interacción pórtico-pantalla, fue otra de las grandes aportaciones de F.Khan en 1964.

El concepto de interacción pórtico-pantalla abrió nuevas posibilidades para el diseño económico y eficiente de los edificios de gran altura, incrementando de manera drástica la rigidez al movimiento horizontal con respecto a la típica estructura aporticada. Hasta que se pudo analizar con mayor precisión este mecanismo, cuando la altura de los edificios hacía insuficiente el efecto pórtico, la introducción de cerchas verticales, pantallas y núcleo de rigidez en los mismos, era la solución adoptada frente a las cargas horizontales asignándoles toda la responsabilidad frente a las mismas, sin considerar la posible interacción entre ambos sistemas.

Fig. 102. Interacción Pórtico-Pantalla.

En términos simples pude decirse que el pórtico y la pantalla tienden a actuar frente a las cargas laterales de dos modos distintos: De un modo reticular el primero y en forma de ménsula el segundo. Pero si los forjados actúan como diafragmas rígidos en su plano, y no cabe la menor duda de que así parecen hacerlo lo tengamos en cuenta o no, se establece entonces una compatibilidad de deformaciones, entrando en un mecanismo resistente de conjunto que plantea un problema de

rigideces relativas para averiguar la respuesta parcial del pórtico, de la pantalla y la respuesta global de ambos sistemas trabajando solidariamente.

En 1964, F. Khan y Sbaronnis publican un artículo donde demostraban que la rigidez de los edificios de altura aporticadas podría ser drásticamente incrementada introduciendo pantallas sin apenas incremento de coste; aportando además un paso más, especialmente si las hacían trabajar en conjunto con los pórticos y no de forma exclusivamente aislada de los mismos, tal y como se venía haciendo a efectos prácticos de los proyectos, al no disponerse de los medios teóricos suficientes que permitieran su aplicación conjunta de forma segura.

• Sin dejar de respetar y tener presente el enorme valor intrínseco y referencial que poseen las aportaciones de los ingenieros americanos en el campo estructural de los edificios de gran altura: Otto, Goldsmith, F.Khan, Roberson, T.Y.Lin, Le Messurier, etc, resulta obligado advertir que todas ellas se encuentran inmersas en un contexto sociológico, tecnológico, urbanístico y arquitectónico muy concreto, y su extrapolación directa a otros contextos, como puede ser el español, no siempre resultarán ser las más apropiada y económicas, sobre todo si de edificios residenciales se trata.

Los costes económicos materiales, financieros y constructivos, incluso los relacionados con la filosofía proyectual de los edificios son todavía lo suficientemente diferentes e importantes entre las diversas partes del mundo, como para que tengan que ser necesariamente considerados en la adopción de soluciones concretas y específicas en cada lugar y para cada edificios que sea proyectado.

Fig. 1.103. Una variante estructural de rigidización frente al viento, que ya prácticamente ha sido desplazada por los núcleos de rigidez de hormigón armado incluso dentro de las propias estructuras metálicas, eran las

pantallas metálicas construidas básicamente con barras formando cruces de San Andrés u otras tringulaciones apropiadas. Ejemplo: Chicago Civic Center - Chicago - USA, 1965. (Del libro de David Bennett).

• Cuando los edificios sobrepasan los 200 m y se adentra en el territorio de los 400 ±100 m de altura, los esfuerzos que aparecen en los edificios son ya de tal magnitud, que requieren una integración total entre la concepción arquitectónica de los mismos y la estructura portante que los hace posible.

El diseño y la potencia que alcanzan las estructuras en los edificios que superan las cuarenta plantas son de tal envergadura, que resulta físicamente imposible no contar con ella en el planteamiento formal y arquitectónico de los mismos.

Las estructuras disponibles para estos grandes rascacielos, de las que hablaremos largo y tendido en los capítulos siguientes, son conocidas en la literatura técnica con los nombres de: Estructuras tubo, estructuras tubo dentro de tubo, haz de tubos acoplados, y finalmente no podemos olvidar, las tan llamativas mega-estructuras espaciales, donde se mezclan los esquemas mencionados anteriormente con rigidizaciones a base de grandes macro-celosías que se ocultan en el interior de los edificios, o se exponen a la vista, en sus fachadas, con manifiesta intencionalidad arquitectónica.

Estas estructuras ya no tienen un rango de aplicación claramente definido, ni puede decirse a priori cuál resulta mejor o peor, dado que se encuentran ligadas al planteamiento formal con el que se ha concebido arquitectónicamente el edificio.

Fig. 1.104. Megaestructura de celosías espaciales propias de los grandes rascacielos, donde su diseño formalista pretende emplear a la estructura como su exponente arquitectónico fundamental.

Las estructuras de celosías verticales espaciales resultan intuitivamente fáciles de comprender como soporte estructural de un edificio, incluso para los no especialistas; sin embargo, la estructura tubo, de la que se habla tan frecuentemente a raíz de lo sucedido con las “Torres Gemelas”, ya no resulta una estructura tan evidente y clara, y la misma exige una mínima reflexión sobre su forma de trabajar y el cómo hacer más eficaz el efecto Virendeel múltiple que desarrollan.

Más adelante se explican metódicamente todos los mecanismos que se mencionan en este capítulo a modo de introducción genérica, pero también pueden encontrarse en el magnífico libro de Bungale S. Taranath: Steel, Concrete & Composite Design of Tall Buildings publicado por Mc Graw-Hill en 1998.

La idea fundamental, la clave en la concepción de un sistema estructural para un edificio de gran altura, consiste en imaginarlo como una gran ménsula empotrada en el suelo sometida a fuerzas laterales que la pueden mover en todas las direcciones.

Las fuerzas laterales que actúan de forma inevitable contra el edificio, contra la ménsula, son las debidas a los vientos que soplarán contra él; y otras fuerzas laterales que podrían actuar, si se encuentra en zona sísmica, serían sin duda alguna las fuerzas de inercia inducidas por las ondas sísmicas que hacen temblar el suelo donde se apoya, produciéndole oscilaciones.

Fig. 1.105. Concepto estructural de un edificio alto sometido a la acción del viento.

En ambos casos, los edificios altos se ven sometidos a grandes esfuerzos de cortante y de flexión; y dependiendo de sus diseños en planta, también pueden experimentar indirectamente incrementos adicionales de dichos esfuerzos, motivados por las posibles torsiones generalizadas que se producen en ellos cuando sus centros de respuesta (sus centros de inercia) no coinciden con las resultantes de los empujes de viento o sismo actuando sobre los mismos.

Fig. 1.106. El edificio debe resistir el esfuerzo cortante; y no deformarse excesivamente frente al mismo (B.S. Taranath).

Por consiguiente, todo edificio y más si es alto, debe poseer un sistema estructural eficaz para resistir las fuerzas de cortante, que se ven incrementadas con su altura, variando las mismas parabólicamente desde su coronación hasta los cimientos donde alcanzan su cenit. De forma análoga, el sistema estructural del edificio debe enfrentarse a los esfuerzos de flexión generalizada

que sobre él producen las fuerzas antes mencionadas, que se incrementen cuadráticamente con la altura, debiéndose satisfacer tres requisitos básicos:

a) El edificio no debe volcar considerándolo en su conjunto como un sólido rígido.

b) El edificio no debe deformarse más allá de su límite elástico, para que pueda recuperarse plenamente de los desplazamientos que induzcan las fuerzas laterales que actúen sobre el mismo.

Los movimientos y oscilaciones que experimente el edificio deben ser tolerables para las personas, sin que por ello sufra su funcionalidad y seguridad. Tradicionalmente lo anterior se viene consiguiendo en la práctica, asumiendo que las deformaciones máximas en su coronación no superen valores comprendidos entre H/500 y H/1000.

También por estas exigencias relacionadas con las oscilaciones de los edificios, se están imponiendo en los edificios de gran altura las estructuras resueltas con hormigones de alta resistencia (fck>50 MPa), dado que proporcionan a las mismas mayores rigideces, inercias y amortiguaciones que las estructuras de acero tradicionalmente empleadas en los rascacielos históricos.

En la actualidad, de forma complementaria al proyecto tradicional pasivo de las estructuras, se está desarrollando una actitud activa, introduciendo en las mismas sistemas de amortiguaciones dinámicos y reductores de las oscilaciones, especialmente cuando las mismas alcanzan límites intolerables para las personas y los edificios, como podría suceder en caso de vientos huracanados y sismos de cierta intensidad. Los sistemas T.M.D. (Tuned Mass Damper) instalados en las cubiertas de los edificios, que ponen en movimiento mediante controles mecánicos rígidos por unos sensores especiales masas de cierta importancia (≈ 400 Tm) de manera contraria a como se mueva el edificio, consiguen retener y minimizar las oscilaciones del edificio a límites tolerables. No obstante la experiencia real del comportamiento de los T.M.D. es situaciones extremas es muy limitada o desconocida, empleándose exclusivamente como elementos de seguridad añadidos.

En el Citicorp Center de New York se encuentra instalado uno de ellos y en el John Hancock de Boston se introdujo uno a posteriori, cuando se pensó equivocadamente que el problema de sus fachadas era debido a las oscilaciones que inducía el viento en el mismo, cuando en realidad los cristales saltaban por un problema con los materiales que los sujetaban que al solidarizarse con ellos impedía totalmente sus movimientos.

Fig. 1.107. Viejo esquema sobre las percepciones de las oscilaciones de los edificios.

c) Los pilares del edificio deben permanecer intactos tras los fuertes incrementos de compresión que experimentan los de un lado, y las posibles tracciones que pueden experimentar los del lado opuesto por el efecto del vuelco, de la flexión generalizada que se produce en los edificios. (Nota: Bajo la acción de terremotos severos, a los edificios, en general, sólo se les pide que se mantengan en pie el tiempo suficiente para que no causen víctimas, aunque tengan que ser ampliamente reparados o demolidos tras los mismos).

Fig. 1.108. Los edificios no deben volcar, romperse, ni experimentar deformaciones intolerables bajo la acción de las fuerzas laterales. (B.S. Taranath).

De los tres requisitos mencionados, quizás el más sutil y delicado de cumplir sea el c), puesto que los límites tolerables de las oscilaciones, de la percepción que se tiene de los movimientos y las vibraciones de los edificios por las personas pueden ser, y de hecho lo son, muy diferentes entre sí. Unos movimientos excesivos hacen desaparecer la comodidad de los usuarios en los edificios y, también, pueden provocar serios daños en los elementos no estructurales, tales como fachadas y compartimentos interiores.

• Para satisfacer las exigencias de funcionalidad y confort expuestas anteriormente con relación a las oscilaciones, y para resistir los esfuerzos de flexión y cortante, la forma estructural más perfecta con la que podemos dotar a un edificio de gran altura será aquella que posea una continuidad vertical localizada idealmente en sus extremos, en los bordes más lejanos de su centro geométrico.

Una especie de chimenea vertical, de torre en hormigón armado con sección circular, cuadrada o rectangular que contenga en su interior al edificio, podría ser el modelo, la respuesta estructural que más se aproxime a la perfección ideal de concentrar la materia resistente de la estructura perimetralmente, lejos del centro geométrico de las plantas de los pisos que, apilados unos sobre otros, configuren la forma del rascacielos.

Por tanto, la búsqueda de la mejor solución estructural para el edificio requiere tantear esquemas, sistemas que se aproximen lo más posible al modelo antes mencionado. Teniendo presente lo ya dicho acerca de que un edificio de gran altura es como una ménsula vertical empotrada en el suelo, el modelo de su estructura ideal resulta evidente que será aquel en la que todos los pilares del mismo se encuentran situados en el perímetro de las plantas.

Fig. 1.109. Situación distribuida (a) de pilares y concentrada en los perímetros de la planta (b) de un edificio; y claramente deberemos decantarnos por la (b).

Así pues, resulta preferible, para soportar empujes laterales en los edificios, la solución (b) de la Fig. 1.109. a la solución (a) que distribuye los pilares en su planta.

Sin embargo, casi nunca resulta posible resolver plenamente la estructura de un rascacielos con la solución ideal del tipo (b), y es preciso acudir a soluciones intermedias de compromiso que teniendo presente la necesaria resistencia a cortante y flexión que debe poseer el mismo, permitan situar los pilares de modo que sea posible un mayor desarrollo funcional y estético, al mismo tiempo que se soporten de forma eficaz las cargas gravitatorias interiores que existen en las plantas, para no castigar los forjados con luces muy elevadas que requieran vigas de un canto excesivo, penalizándose las alturas libres de los pisos entre sí más de lo debido incordiando el trazado de las instalaciones que transcurren por los techos.

Para valorar y cuantificar de forma relativa la eficacia mecánica de los sistemas estructurales de los rascacielos se suelen manejar dos parámetros, el IRF (Índice de Rigidez a la Flexión) y el IRC (Índice de Rigidez al Cortante). B. S. Taranath nos resume espléndidamente estos conceptos en su libro, y los explica asignándoles una valoración cuantitativa en los esquemas estructurales básicos más empleados en los rascacielos se encuentran en la Fig. 110.

Fig. 1.110. Plantas estructurales básicas.

La mayor eficacia posible a flexión la conseguiríamos con una planta cuadrada que concentre la estructura vertical del edificio en cuatro robustos pilares situados en sus esquinas; es por ello que a este sistema estructural podríamos asignarle el Índice de Rigidez a Flexión máximo (IRF= 100). Conceptualmente, el IRF se define como el momento total de inercia de las secciones resistentes de los soportes verticales con respecto a los ejes centrales de inercia del edificio, considerándolo como un sistema rígidamente integrado.

Los primeros edificios de gran altura, los grandes e históricos rascacielos como el Empire State Building, resolvían sus estructuras situando todos sus pilares uniformemente distribuidos en sus plantas (véase la Fig. 1.109.a. o la Fig. 1.110.b.) perdiendo eficacia en su IRF, que frente al máximo de 100 bajaba considerablemente y se situaba en torno al valor 33.

Un edificio alto moderno, con plantas libres destinado a servir como contenedor de oficinas, sitúa casi siempre sus pilares, como ya hemos visto anterirormente en el perímetro de sus plantas, muy próximos entre sí, a distancias que podrían oscilar entre los 2 y 4 metros, configurando el modelo estructural conocido con el nombre de ESTRUCTURA TUBO (recuérdese que en las históricas y desaparecidas Torres Gemelas, edificios emblemáticos de este modelo estructural, los pilares perimetrales se encontraban separados escasamente un metro entre sí).

Este tipo de solución, al llegar a las plantas bajas del edificio exigen plantear vigas puentes de gran rigidez, para dar permeabilidades puntuales en las fachadas, a costa de incrementar considerablemente el tamaño de los soportes de dichas vigas.

Fig. 1.111. Estructura tubo perimetral de hormigón con núcleo de rigidez interior de las Torres Petronas en Kuala Lampur (Malasia)

Para que estos pilares perimetrales doten de la adecuada rigidez a la estructura, y por tanto al edificio, deben unirse entre sí a nivel de cada planta mediante vigas de gran canto, con nudos lo más rígidos posible; de esta forma, es como si intentáramos dotar al edificio de una estructura ideal tipo cajón o tubular, perforada por los huecos que dejan los pilares y las vigas de gran canto entre sí, permitiendo la entrada de luz y las comunicaciones del edificio con el exterior, sean éstas de la naturaleza que sean. No obstante, la tipología de estructura que se consigue de esta forma, siendo notable y eficaz, está relativamente lejos de comportarse como una sección maciza tubular perfecta, por culpa del cortante que deforma y distorsiona el mecanismo resistente puro de la flexión como ménsula vertical.

Fig. 1.112. Torre Sears (Chicago proyectada con una estructura de tubos múltiples (9).

La emblemática Torre Sears de Chicago, uno de los rascacielos más altos del mundo, usa todos sus pilares como parte de un sistema resistente a las fuerzas laterales en una configuración llamada HAZ DE TUBOS (Fig. 1.108.d y Fig. 1.112), con un IRF global igual a 33. La Torre Sears llega a albergar en su base nueve tubos cuyos lados superan los veinte metros.

La Torre Citicorp de Nueva York, que no pudo colocar los pilares en sus esquinas, o al menos es lo que nos cuentan sus proyectistas para justificar su original diseño (Fig. 1.108.e), tuvo que conformarse con un índice IRF igual a 31. Si se hubiesen colocado en las esquinas el IRF se hubiese elevado a 56, lejos del ideal IRF = 100 debido a la presencia de otros pilares en su zona central necesario para soportar las cargas gravitatorias del interior.

El proyecto de la Torre de Bank of Southwest (Houston-Texas), se aproxima bastante al índice ideal con un IRF = 63 (Fig. 1.108.g). Los pilares de las esquinas se dividen en dos en este edificio, bajando su IRF, con el objeto de dotar al edificio de una mayor visibilidad espacial desde el interior de sus oficinas.

• Si deseásemos mejorar la eficiencia del tubo aporticado intentando hacer trabajar los pilares como un sistema integrado, con la rigidez plena necesaria cuando su separación se aleja de la estructura tubo ideal, no basta con las vigas transversales de atado que existen a nivel de cada planta, puesto que por mucho tamaño que tengan carecen de la rigidez necesaria para lograrlo, y el mecanismo resistente resulta estar más próximo al pórtico que a la ménsula vertical tipo cajón y, por ello, su eficiencia mejora notablemente interconectándolos con un sistema efectivo frente al cortante, como pueden ser las triangulaciones resistente al mismo.

Esto fue lo que motivó a F. Khan el triangular las fachadas cruzando los pilares verticales en el espléndido edificio John Hancock de Chicago, buscando el conseguir un trabajo más eficaz de los mismos sin tener que renunciar a la eficiencia de los pilares centrales de las caras de tracción y compresión, cuando el viento actúa perpendicularmente a las mismas.

Pese a la brillantez formal y estructural de la solución adoptada por F. Khan, conviene advertir de los graves inconvenientes que pueden producirse por culpa de las dilataciones térmicas en dicha solución, cuando las piezas resistentes que la configuran se exponen exteriormente a la intemperie por fuera de las fachadas del edificio.

Las dilataciones térmicas diferenciales que pueden llegar a tener estas piezas exteriores frente a las que se encuentran en el interior del edificio, básicamente expuestas a una temperatura constante todo el tiempo, pueden llegar a ser inadmisibles bajo un punto de vista resistente y funcional.

Así por ejemplo en el Bali III de Benidorm hubo que sobrearmar los forjados de los vanos extremos debido a las dilataciones verticales que presentan las pantallas laterales expuestas a la intemperie, con relación a las pantallas adyacentes del interior.

En el J. Hancock existe una circulación de agua en el interior de los tubos estructurales de la fachada, no sólo de cara a protegerlos de un posible incendio, sino también para tener controladas su dilataciones térmicas diferenciales en unos límites tolerables.

Fig. 1.113. Sistemas resistentes al cortante en los edificios altos: (a) Pantallas macizas, (b) Pantallas de piezas metálicas trianguladas, (c) Pantallas de piezas metálicas tipo K.

• El sistema ideal frente al cortante es una pantalla o muro sin huecos de tipo alguno, que tenga un IRC=100 (Fig. 1.113.a). El segundo sistema en eficacia frente al cortante (IRC=62,5, Fig. 1.113.b), es una pantalla formada a base de piezas diagonales a 45º formando una red, que cuanto más tupida mejor. Un tercer sistema, menos eficaz que los anteriores porque consume más material, se muestra en al Fig. 1.113.c. El índice IRC de esta tercera alternativa, depende de la pendiente de las diagonales y tiene un valor de 31,3 para el ángulo más usual de 45º.

Fig. 1.114. Pórticos básicos y pórticos densos de los sistemas estructurales tipo tubo.

Volviendo al sistema de tubo aligerado, basado en el mecanismo pórtico de gran rigidez sustitutivo de la sección cajón, el mismo también resulta un buen sistema resistente frente al cortante, con un IRC dependiendo de los espacios vacíos; es decir, de las proporciones entre la longitud/canto de sus piezas (pilares y vigas).

Los pórticos de los sistemas estructurales tipo TUBO, con pilares muy próximos, como los mostrados en la Fig. 1.114.f. y g. usados en las cuatro fachadas de un edificio de planta cuadrada, sin lugar a dudas tienen una alta rigidez al cortante, y dicha rigidez puede ser del doble, si se trata de evaluar su eficacia frente a la flexión.

Fig. 1.115. Estructura tubo en Chicago, con viga de gran canto liberando la planta baja de la densidad de pilares de sus fachadas y esquema típico de las estructuras tubo de estos edificios.

Fig. 1.116. Distribución cualitativa de esfuerzos y desplazamientos en las estructuras aporticadas tubulares.

• Esquemas estructurales similares a los expuestos, más cualitativos que cuantitativos por mucho que los adornemos de los valores numéricos que los acompañan, ya fueron publicados en España por el Instituto Eduardo Torroja allá por el año 1977 en su monografía nº 342, firmada por Luis Daniel Martorano y Fernando Aguirre (fig.1.117).

A poco que elevemos en altura los edificios se constata inevitablemente, que los clásicos pórticos que había servido para liberar a las plantas de la servidumbre de los muros de carga y de sus fachadas portantes, volvían a necesitar piezas especiales de un tamaño apropiado que les ayudasen o los sustituyeran a resistir los empujes laterales de los vientos y los sismos.

Si resulta evidente constatar que son las pantallas las piezas más sencillas y fáciles de añadir a los esquemas estructurales a base de pórticos para resistir las fuerzas laterales, pudiéndose resolver con ellas los edificios de altura habitualmente construidos en España, el poder disponer de unos índices cualitativos sobre la rigidez que poseen las mismas, no cabe duda que puede ser de una valiosa ayuda para los proyectistas de estos edificios, y es esta la única razón que nos mueve a presentarlos.

Tomando como referencia al Pórtico Tradicional que se le asigna como Rigidez Lateral la unidad, la monografía citada nos ofrece cuales serían las rigideces que se conseguirían sustituyendo el pórtico por un conjunto de pantalla de morfologías diversas.

El cuadro de figuras que se adjunta resume las conclusiones obtenidas, asignando los valores de las rigideces relativas al pórtico a cada uno de los posibles esquemas constructivos con los que pueden materializarse las pantallas de los edificios.

Fig. 1.117. Rigideces relativas de pantallas con relación a un pórtico de referencia de rigidez unidad (Figura copiada manualmente de la Monografía 342 del I.E.T.C.C.).

• La mayoría de los edificios construidos en Benidorm se encuentran resueltos con pantallas, y un escaso número de pilare en aquellas zonas donde las plantas exigen funcionalmente una permeabilidad circulatoria transversal, que las pantallas opacas limitarían considerablemente.

En el desarrollo constructivo inicial de las ciudades turísticas en los años 60-70 del siglo pasado, lo que se dio en llamar el boom turístico español, tal vez influenciados por la cultura americana que resolvía las estructuras de los edificios de altura en acero, propició que fuese éste en vez del hormigón el material empleado por los arquitectos y constructores locales en los primeros edificios de altura españoles y el levante español no fue una excepción. Bastó la aparición de la EH-73 y que un pequeño grupo de ingenieros pusieran a punto los esquemas estructurales de micro-pantallas unidas con forjados reticulares, auxiliándose de unas pantallas de mayor amplitud para los edificios que superaban las quince plantas, junto con unos constructores locales que eran capaces de confeccionar hormigones por encima de los 20 MPa, para que se desterrara hasta la flecha presente de las estructuras de los edificios residenciales de una cierta altura, el acero.

Las cuantías de acero con la que se resolvían los edificios de 20 ± 5 plantas con estas estructuras de hormigón, respondían sensiblemente al número de plantas que poseían los mismos expresadas en Kgs por m².

Un valor orientativo y representativo de las cuantías podríamos estimarlo en torno a los 25 Kg/m². En las pantallas se consumía una cuantía de hormigón variando entre los 60 – 100 litros/m², con cuantías de acero variable entre los 6 y 10 Kg/m².

Un ligero aumento de las alturas de los edificios y las luces, junto a la aparición de la EHE.98 y una aplicación reaccionaria y prepotente de la LOE por parte de las Compañías de Seguro, han encarecido las estructuras de los edificios de altura residenciales con unas cuantías de acero que oscilan ya entre los 30 y 40 Kg/m², pese a no haberse detectado daños en estos edificios por causas atribuibles a un mal comportamiento de sus estructuras frente a las acciones horizontales.

Tal y como se dice, resulta claramente llamativo y sorprendente la ausencia de patologías estructurales debidas a la acción del viento en estos edificios del levante español, pese a que muchos de ellos presentan algunas que otras deficiencias notables en el cálculo de sus estructuras, unas veces por no haber tenido disponibles las herramientas de cálculo necesarias y otras veces por un claro desconocimiento de sus proyectistas.

Creemos que son dos las razones que justifican la ausencia de daños debidas al viento en los edificios de altura levantinos.

En primer lugar es muy probable, por no decir casi seguro, que las presiones reales de los vientos que actúan sobre estos edificios se encuentre muy por debajo de las presiones teóricas que prescriben las Normas de Viento y que pueden estar sobrevaloradas, cosa que sucede claramente con las presiones del viento que se deducen de EC-1 cuando se aplican en España.

En segundo lugar, la presencia masiva de los cerramientos y distribuciones interiores a base de tabiquerías de ladrillo, sin lugar a dudas proporcionan a estos edificios residenciales una rigidez y seguridad gratuita que lógicamente, no ha sido tenida en cuenta en los cálculos, pero que existir, existe; se tenga en cuenta o no se tenga en cuenta, distorsionando todos los resultados que pueden esperarse de un análisis simplista de las estructuras desnudas de las mismas.

Un sencillo tabique del siete introducido mediante unas simples bielas que trabajen exclusivamente a compresión entre los nudos de un pórtico, reduce sus traslaciones laterales a una tercera parte de las que resultan cuando se ignora su presencia.

Y finalmente, no está de más decir, que las penalizaciones sísmicas que introducen sobre los edificios la Norma Sísmica Española, en nuestra opinión, se encuentran absolutamente desproporcionadas a la actividad sísmica real sumamente moderada que realmente existe en nuestro país.

1.13. Complementos (Fachadas, Instalaciones, Ascensores, etc)

• No podría acabarse una introducción general sobre rascacielos sin mencionar, aunque sea superficialmente, algunos aspectos constructivos de los mismos de considerable trascendencia para su funcionalidad operativa. Los problemas que plantean y los criterios de diseño a considerar en los acabados y las instalaciones en los edificios de gran altura son múltiples y suplementarios con las estructuras que los hace posible, aunque puedan considerarse a estas últimas como trascendentales en la escala de valores en las que pueden ser catalogados dichos problemas.

La superficie útil de estos edificios que de algún modo se desperdicia para alojar las instalaciones y las vías de comunicación horizontal y vertical que requieren los rascacielos puede variar entre un 15% y un 30%.

Los valores anteriores que, lógicamente se incrementan con la altura, suponen ya de por sí, un inevitable handicap a la altura de los edificios y serán ellos los que probablemente limiten el techo de los mismos bajo un prisma puramente de viabilidad económica, al margen de otras consideraciones más o menos tecnológicas, como podrían ser las estructuras.

Si la superficie realmente útil disponible para los usuarios del edificio no permite financiar comercialmente a precios razonables los metros cuadrados que necesariamente se desperdician en los servicios complementarios y los costes constructivos del proyecto, la operación inmobiliaria no será viable. Posiblemente sean estas y no otras consideraciones de tipo técnico como hemos dicho anteriormente, las razones últimas por las que los edificios de gran altura no se atreven a superar la frontera de los 500 metros descaradamente.

• El importante volumen de las instalaciones de todos los tipos y en ritmo creciente que demandan los edificios para las comunicaciones, los trazados eléctricos y sanitarios, para la climatización, la seguridad, etc, etc; no sólo necesitan para su ubicación un considerable número de espacios útiles de las plantas para su alojamiento, sino también una sobrealtura entre las mismas para que por los suelos y techos puedan distribuirse las redes que las soportan.

Aceptar plantas técnicas específicas para alojar los grupos eléctricos de bombeo, los depósitos de emergencia, las salas de control de los centros operativos absolutamente imprescindibles en edificios de esta naturaleza, resultan prácticamente de obligada consideración en los proyectos de los edificios de altura.

A título meramente de ejemplo, el Hotel Bali III de Benidorm dispone de una planta técnica para los servicios e instalaciones por cada diez de sus pisos; lo cual permite en la explotación del Hotel, compartimentar su uso verticalmente reduciendo drásticamente los costes de funcionamiento y mantenimiento del edificio, para aquellas situaciones en las que el Hotel no consiga llenar sus habitaciones disponibles.

• Todo lo relacionado con la seguridad de un edificio de gran altura frente al fuego requiere estudios especiales. Un edificio de gran altura debe poderse enfrentar a un posible incendio de manera absolutamente autónoma, sin contar con que los mismos puedan ser apagados desde el exterior por los servicios de Bomberos, puesto que por encima de las 20 plantas más o menos, resulta imposible hacerlo.

Tiene que ser el propio edificio el que desarrolle y contenga en su interior, todo lo relacionado con la detección y la contención del fuego en sectorizaciones estancas, para que sea el edificio de forma autónoma con el personal del servicio, el que consiga apagar el fuego o tenerlo controlado el tiempo suficiente para que sin riesgos para su estabilidad y las personas, permita a los bomberos apagarlo desde su interior con los recursos propios del mismo.

Un estudio exhaustivo de las vías de evacuación para estas y otras emergencias debe establecerse de forma visible en los rascacielos para que puedan utilizarse fácil y cómodamente por sus usuarios.

Sin embargo, la paranoia generada por los incendios provocados al margen de los que pueden considerarse accidentales, en modo alguno pueden ser contemplados en el diseño de estos u otros edificios, o al menos así le creemos nosotros, obviando entrar en una espiral que no tendría final y, por otra parte, absolutamente ineficaz, puesto que si alguien pretende causar daños materiales y humanos lo hará de una forma u otra, ya que intentar proteger todos y cada uno de los caminos donde dichos daños pueden llevarse a efecto resulta imposible, algo así como tratar de ponerles puertas al campo o intentar secar el mar, sería una tarea inútil, costosa y frustrante.

Fig. 1.118. Esquema básico del transporte vertical colocado en las Petronas Towers (Kuala Lumpur)

• Otro de los aspectos vitales de los edificios de gran altura lo constituye el dimensionamiento requerido para las comunicaciones verticales de las personas que trabajan y viven en los mismos. Acertar con un correcto análisis del flujo de las personas que van a utilizar el edificio, especialmente en los rascacielos multiusos actuales en los que se desarrollan actividades múltiples: residenciales, comerciales, hoteleras, de oficinas, etc; no es una tarea que pueda resolverse fácilmente. Los tiempos de espera de los usuarios de los rascacielos en las horas punta para tomar los ascensores pueden llegar a alcanzar tiempos desesperantes, sobre todo si se encuentran mal dimensionados. El uso de cabinas dobles, el diseño de plantas o estaciones intercambiadoras (sky lobby), la asignación de plantas específicas para cada grupo de ascensores junto con sus adecuadas velocidades son los recursos que habitualmente se usan en la planificación de los ascensores de los grandes rascacielos.

Fig. 1.119. Esquema simplificado de la batería de ascensores de la Millennium Tower (Frankfurt).

La solución al problema de los ascensores pasa inicialmente por situarlos geométrica y funcionalmente en las plantas tipo de los edificios, teniendo muy presente que su ubicación y las paredes que los bordean constituyen un espacio ideal para ubicar unos posibles núcleos verticales resistentes que pueden dotar a los mismos de la necesaria rigidez transversal a los vientos y sismos.

Como la mayoría del rompecabezas que supone la construcción de los grandes rascacielos, todo el estudio del transporte vertical de personas y servicios ha de plantearse en colaboración directa, como no podría ser de otra manera, con las casas comerciales especializadas: OTIS, KOME, SCHINDLER, THYSSEN, etc, que disponen de los conocimientos y la experiencia necesaria en la elaboración de los planes y de la estrategia necesaria que permita un correcto funcionamiento de los desplazamientos verticales de las miles de personas que pululan por el interior de estos edificios singulares. Existen en la actualidad programas de ordenador que ayudan a planificar la batería de ascensores necesaria, simulando la mayoría de las situaciones posibles y probables que pueden presentarse en el funcionamiento del rascacielos.

Veamos algunos conceptos básicos habitualmente empleados en el análisis de los ascensores:

Tiempo medio de espera o tiempo medio de intervalo

En Alemania el tiempo medio de espera se utiliza comúnmente para determinar la eficiencia del ascensor, mientras que en los EE.UU. se utiliza el tiempo medio de intervalo.

El tiempo medio de espera se define como la mitad del tiempo medio de intervalo, mientras que éste último se define como el periodo medio que transcurre entre dos paradas de ascensor en el vestíbulo principal durante una “mañana agitada”.

Ambos dos son usados para determinar la calidad del sistema de ascensores. En la literatura especializada, se dan los siguientes tiempos de intervalo:

- Edificios de oficinas con prestigio: 20-25 segundos.

- Otros edificios: 25-30 segundos.

- Residenciales y Hoteles: 40-100 segundos.

Por otra parte, los tiempos de intervalo en edificios de oficinas se catalogan como:

- 20-25 segundos: Muy bueno.

- 25-30 segundos: Bueno.

- 30-35 segundos: Correcto.

- 35-40 segundos: Adecuado.

- Más de 40 segundos: Insatisfactorio.

Cabe decir con respecto al usuario, que ambos tiempos son percibidos de manera subjetiva.

Lógicamente, un usuario es capaz de tolerar mayores tiempos de espera (o de intervalo) si el recinto de espera (vestíbulos, por ejemplo) se encuentra diseñado de manera agradable.

Tiempo perdido en la parada

Se define como la diferencia de tiempo entre un viaje entre dos plantas sin paradas, y otro viaje entre las mismas plantas con una parada de por medio, incluyendo el tiempo de apertura de puertas (que suele estar estandarizado en 2 segundos). Este parámetro es de fácil comprobación mediante un simple cronómetro y resulta un método eficaz basándose en el mismo, de controlar la calidad en un sistema de ascensores.

En los edificios de altura, es posible alcanzar tiempos perdidos en parada de entre 8 y 10 segundos, dependiendo lógicamente de la velocidad del ascensor.

Velocidad

La velocidad del ascensor se calcula, lógicamente, teniendo en cuenta la altura y el tráfico previsto. La tabla 1.1 muestra de manera simplificada el efecto de la velocidad en tiempos de viaje para una aceleración media de 1 m/seg. Como puede verse, usar velocidades altas sólo tiene sentido cuando la distancia entre paradas es grande, con lo cual puede alcanzarse el pico de velocidad.

Tabla 1. 1.

En Alemania, el ascensor más rápido en edificio de oficinas se encuentra en el Berlín Potsdamer Platz, con un pico de velocidad de 8,5 m/seg (que se alcanza durante un único segundo en un viaje de subida). En bajada, la máxima velocidad es 7 m/seg.

Sin embargo, en Japón, las velocidades en algunos ascensores alcanzan los 12,5 seg. Y en el Taipei Financial Center, están proyectados ascensores de hasta 16,7 m/seg en subida y 10 m/seg en bajada, siendo la distancia entre paradas en esos ascensores de 370 metros.

Los límites de aceleración y velocidad son impuestos no por la tecnología, sino por los propios pasajeros, ya que altas aceleraciones (o deceleraciones) son desagradables para el usuario. Además, velocidades por encima de los 7 m/seg, sobre todo en bajada, pueden conducir a molestos dolores de oídos debidos al rápido cambio de presión del aire.

En los edificios residenciales de alturas medias, velocidades en torno a los 4 m/seg suelen ser las normales.

• Para acabar, hemos dejado para el final unos comentarios relativos sobre las pieles envolventes de los rascacielos, de sus fachadas.

El grado de sofisticación e integración estructural que los cerramientos envolventes de los edificios de gran altura han alcanzado en la actualidad es de tal nivel, que todo un manual específico ellos mismos se quedaría corto, simplemente rellenándolos con una descripción superficial de los mismos.

Lejos quedan ya los tiempos de los cerramientos pétreos y de los primitivos acristalamientos simples malamente protegidos por los brisesoleil de Le Corbusier configurando la piel envolvente de los viejos rascacielos, dando pie a un sin fin de problemas y a unos costes energéticos sumamente elevados en su climatización al tratar de mantener un ambiente de confort asumible para sus inquilinos.

Fig. 1.120. Ventana tipo de un rascacielos en Potsdamer Platz (Berlín) y el montaje de un módulo de fachada de la Business Tower de Nuremberg.

Hoy día las fachadas de los grandes rascacielos se conciben como un filtro activo más que como una barrera pasiva frente al exterior.

Los muros cortinas actuales alcanzan unos niveles de complejidad en sus prestaciones, aún los más simples, que nada o muy poco tienen que ver con las viejas mamparas de cristal empleadas por Mies en su emblemático edificio Seagram, amargándoseles la vida con ellas a sus usuarios al permitir un filtrado nulo de los rayos solares a través de las mismas.

Los sistemas modulares y de paneles prefabricados con cámaras de aislamiento acristaladas que cambian de color térmicamente en función de los rayos solares que inciden sobre los mismos, teniendo además la posibilidad de ser ensayados estática y dinámicamente a los empujes y succiones del viento, así como también climáticamente frente a las transferencias térmicas, radiaciones y condensaciones, no cabe la menor duda que han abierto un campo increíble y de una tecnología tan sofisticada en su fabricación y montaje, que supone un campo de especialización muy

específico y concreto dentro de los edificios actuales de un cierto nivel, que trasciende a la propia arquitectura que los concibe y diseña.

Una vez más tienen que ser las casas comerciales las que resuelvan técnicamente los cerramientos y fachadas de los rascacielos, siguiendo las especificaciones que el Promotor y el Arquitecto establezcan funcional y estéticamente para las mismas, sin olvidar los requisitos estructurales que tienen que soportar complementariamente, debido a las solicitaciones inducidas por el viento y todo el cúmulo de movimientos que a lo largo de su vida experimentarán las mismas: desde los acortamientos verticales constructivos, a todas las dilataciones y contracciones de origen térmico.

Los últimos aspectos mencionados deben ser conocidos y asumidos tanto por el arquitecto del edificio como por los constructores de las fachadas, ya que no todos los cerramientos que pueden configurarlas son adecuados para soportar los movimientos que pueden llegar a tener las estructuras que tienen que soportarlos.

Otro de los aspectos a tener en cuenta, en la concepción de las fachadas, son las filtraciones de aire a través de las mismas inducidas por los fuertes vientos, que pueden perturbar el confort e imponer unas pérdidas irregulares del aire acondicionado o de calefacción.

El grado de las filtraciones del aire se eleva cuando la fachada está compuesta por módulos con ventanas practicables; de aquí, que la mayoría de los grandes rascacielos carezcan de las mismas.

También se percibe que los muros cortinas bien ejecutados desde el punto de vista de los ensayos de filtraciones de aire tienen, lógicamente, una excelente resistencia a la entrada de agua; no obstante, lo contrario, no es necesariamente cierto.

La filtración de aire a través del muro puede ocasionar otros efectos secundarios en la edificación, tales como entradas de ruidos o basuras. Incluso se pueden producir efectos sonoros debidos al viento.