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LA TEORÍA BIÓNICA:Aplicación a la Arquitectura y al

Urbanismo.La Ciudad Vertical Torre Biónica

Eloy Celaya

E.C.E. ArquitecturasECEECEARQUITECTURAS

www.torrebionica.com

2

PREDECESORES

2.600 a.C.148’2 m.

1.490

3

PREDECESORES

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ORIGEN DE LOS ACTUALES EDIFICIOS EN ALTURA

5


6


AÑOS 70

AÑOS 80 - 90

7


8

EVOLUCIÓN DEL RASCACIELOS TRADICIONAL

1.857

1.885

9

EVOLUCIÓN DEL RASCACIELOS TRADICIONAL 1.871

10


1.913241 m.

1.931381 m.

11


1.956

1.972417 m.

1.974442 m.

12


1.997452 m.

2.004509 m.

2.010828 m.

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FRONTERAS EN LA EVOLUCIÓN DE EDIFICIOS EN ALTURA

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15


=

16


TERAS EN LA EVOLUCIÓN DE EDIFICIOS EN ALTURA

17


67 m.

73 años

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FUTURO DE LA EVOLUCIÓN EN ALTURANÚMERO DE RASCACIELOS CONSTRUIDOS CADA AÑO

1901 1 1926 1 1951 2 1976 19

1902 0 1927 5 1952 3 1977 7

1903 0 1928 7 1953 2 1978 11

1904 0 1929 9 1954 1 1979 5

1905 0 1930 11 1955 2 1980 13

1906 0 1931 8 1956 1 1981 17

1907 0 1932 4 1957 0 1982 15

1908 1 1933 1 1958 1 1983 36

1909 1 1934 1 1959 3 1984 27

1910 0 1935 1 1960 3 1985 28

1911 0 1936 1 1961 1 1986 24

1912 1 1937 0 1962 8 1987 15

1913 1 1938 0 1963 6 1988 30

1914 2 1939 0 1964 9 1989 27

1915 1 1940 0 1965 4 1990 41

1916 0 1941 0 1966 4 1991 31

1917 0 1942 0 1967 7 1992 41

1918 0 1943 0 1968 9 1993 19

1919 1 1944 0 1969 15 1994 16

1920 0 1945 0 1970 14 1995 26

1921 0 1946 0 1971 11 1996 29

1922 1 1947 1 1972 18 1997 33

1923 0 1948 0 1973 25 1998 28

1924 0 1949 0 1974 19 1999 40

1925 1 1950 1 1975 18 2000 41

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FUTURO DE LA EVOLUCIÓN EN ALTURANÚMERO DE RASCACIELOS CONSTRUIDOS CADA AÑO

20

FUTURO DE LA EVOLUCIÓN EN ALTURAALTURA MÁXIMA DE RASCACIELOS CADA AÑO

1901 167 1926 241 1951 381 1976 442

1902 167 1927 241 1952 381 1977 442

1903 167 1928 241 1953 381 1978 442

1904 167 1929 241 1954 381 1979 442

1905 167 1930 319 1955 381 1980 442

1906 167 1931 381 1956 381 1981 442

1907 167 1932 381 1957 381 1982 442

1908 187 1933 381 1958 381 1983 442

1909 213 1934 381 1959 381 1984 442

1910 213 1935 381 1960 381 1985 442

1911 213 1936 381 1961 381 1986 442

1912 213 1937 381 1962 381 1987 442

1913 241 1938 381 1963 381 1988 442

1914 241 1939 381 1964 381 1989 442

1915 241 1940 381 1965 381 1990 442

1916 241 1941 381 1966 381 1991 442

1917 241 1942 381 1967 381 1992 442

1918 241 1943 381 1968 381 1993 442

1919 241 1944 381 1969 381 1994 442

1920 241 1945 381 1970 381 1995 442

1921 241 1946 381 1971 381 1996 442

1922 241 1947 381 1972 417 1997 452

1923 241 1948 381 1973 417 1998 452

1924 241 1949 381 1974 442 1999 452

1925 241 1950 381 1975 442 2000 452

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FUTURO DE LA EVOLUCIÓN EN ALTURAALTURA MÁXIMA DE RASCACIELOS CADA AÑO

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FUTURO DE LA EVOLUCIÓN EN ALTURACRECIMIENTO EXPONENCIAL - PREVISIÓN

CRECIMIENTO EXPONENCIAL EN EL ÚLTIMO SIGLO - PREVISIÓN 1228 METROS.y = 4E-06e0,0094x

150175

200225250275300325350375400425450475500525550575

600625650675700725750775

800825850875900925950975

10001025105010751100112511501175

12001225125012751300

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

AÑO

ALT

UR

A M

ÁXI

MA

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ALTERNATIVACIUDAD VERTICAL TORRE BIÓNICA

• Altura total:• 1.228 m sobre nivel mar – 12 barrios verticales.• 200 m. bajo nivel del mar.

• Modelo Urbano:• Ciudad Vertical, Espacio Vertical Biónico.

• Uso:• Residencial (Viviendas,...), Trabajo (Oficinas,...),

Hotelero, Comercial (Pequeñas y Grandes Superficies), Lúdico (Jardines, Áreas de recreo,...), Dotacional (Teatros, Salas de Espectáculos,..), Deportivo, Intercambiador de Transportes y Sistemas Tecnológicos de Comunicación.

• Número de plantas:• 300

• Número de habitantes:• 100.000

• Superficie total:• 2.000.000 m2

• Comunicación vertical:• 368 ascensores de Cabina Múltiple con

desplazamiento Vertical y Horizontal – dentro de 92 columnas.

• Velocidad de desplazamiento horizontal y vertical: 5 / 10 / 15 m/seg.

• Dimensión Torre:• Planta elíptica variable de 166*125 m. máx.

• Dimensión Área Base:• Isla artificial de 1 km de diámetro.• Uso: Residencial, infraestructuras,

intercambiador.• Coste:

• 12.000 millones €.

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28

PRIMERAS CONCLUSIONES

•Los primeros análisis y cálculos del Prototipo Torre Biónica dieron las siguientes conclusiones:•Las cargas horizontales derivadas del viento, las acciones climáticas y los efectos sísmicos, son de mucha mayor dimensión que las cargas verticales propias del peso. Los modelos convencionales de estructuras, cimentaciones y soluciones antisísmicas se muestran totalmente inadecuados para absorber estos esfuerzos.•El volumen interior del complejo es de tal magnitud que se hace prácticamente imposible climatizarlo por medios artificiales sin la ayuda de sistemas de pre-climatización natural. •El gran número y simultaneidad de los desplazamientos verticales y horizontales de los habitantes, colapsaría cualquier sistema convencional, máxime en situaciones de emergencia por incendio o por otras causas que obligaran a una rápida evacuación generalizada.•Se hace pues imprescindible:•Utilizar un material de mayor capacidad resistente que aporte uniformidad y flexibilidad al conjunto.•Desarrollar un concepto de dispersión de la materia resistente de acuerdo a una ley de contribución a la resistencia compartida de todos los elementos, a fin de que todo el conjunto posea un comportamiento más equilibrado tanto desde el punto de vista resistente cómo desde el de conducción de fluidos y movimiento de personas. •Reducir al mínimo la dimensión de los elementos resistentes.•Optimizar la cantidad de materia y el volumen necesario para estructura e instalaciones. •Potenciar al máximo el papel resistente de la piel exterior (fachada) debido a su mayor inercia potencial.•Desarrollar sistemas de pre-climatización natural.•Fragmentar las áreas utilizables y desarrollar sistemas que eviten la concentración de recorridos horizontales y verticales.

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HORMIGÓN ALTA RESISTENCIA (H.A.R.)

CLASIFICACIÓN DE HORMIGONESHormigón

NormalHormigón de

Alta Resistencia

Hormigón de Muy Alta

Resistencia

Hormigón de Super Alta

ResistenciaResistencia (MPa)

< 50 50 – 100 100 – 150 >150

Relación agua-cemento

> 0’45 0’45 – 0’30 0’30 – 0’25 < 0’25

Aditivos químicos

No imprescindibles

Reductores de agua

Super Reduct. de agua

Super Reduct. de agua

Agregados especiales

No necesarios Ceniza Volante Sílice + ceniza volante

Sílice + ceniza volante

•Con la ayuda de Superfluidificantes avanzados derivados de los Copolímeros deVinilo, actuando en combinación con Plastificantes y refrigerado con la adición denitrógeno líquido el H.A.R. (H.A.P.) ha conseguido convertirse en un material de altahomogeneidad y varias veces mas resistente que los hormigones convencionales .•Tienen una gran estabilidad frente a los ambientes marinos, impactos y temperaturasinferiores a -20º, garantizando una durabilidad estructural de al menos 100 años.

30

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

HORMIGÓN NORMAL HORMIGÓN ALTASPRESTACIONES

SECCIÓN DE SOPORTES NECESARIA SEGÚN TIPO DE HORMIGÓN

ESPACIO LIBREESPACIO OCUPADO

HORMIGÓN ALTA RESISTENCIA (H.A.R.)

31

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

RASCACIELOSCONVENCIONAL

TORRE BIÓNICA

RELACIÓN ENTRE ESFUERZOS DEBIDOS A CARGAS VERTICALES Y HORIZONTALES

CARGAS HORIZONTALESCARGAS VERTICALES

CARGAS VERTICALES / HORIZONTALES

32

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

ESTRUCTURACONVENCIONAL

ESTRUCTURACONVENCIONAL + PIEL

RESISTENTE

OCUPACIÓN DE SOPORTES POR PLANTA

ESPACIO LIBREESPACIO OCUPADO

PIEL RESISTENTE

33

BIÓNICA“LA NATURALEZA LO HIZO ANTES Y LO HIZO MEJOR”

34

BIÓNICA“LA NATURALEZA LO HIZO ANTES Y LO HIZO MEJOR”

35

BIÓNICASISTEMA DINÁMICO DE SISTEMAS DINÁMICOS

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BIÓNICAMECANISMO DE CRECIMIENTO POR ESPONJAMIENTO

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VACÍO DINÁMICO

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BIÓNICACONCEPTO ESTRUCTURAL “TODO RESISTENTE”

40

BIÓNICATEORÍA ESTRUCTURAL DE CAPAS

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BIÓNICASISTEMA DE ENCAPSULADOS (CONTENEDOR DE CONTENEDORES)

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BIÓNICASISTEMA DE ENCAPSULADOS (CONTENEDOR DE CONTENEDORES)

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BIÓNICAMECANISMO DE PIEL FLEXORESISTENTE

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BIÓNICAMECANISMO DE PIEL FLEXORESISTENTE

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BIÓNICASISTEMA MULTIRADIAL DE CIMENTACIÓN FLOTANTE

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BIÓNICASISTEMA DE MULTIFRAGMENTACIÓN DE ESFUERZOS

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•Estructura:• “Concepto Estructural “Todo- Resistente””• “Teoría Estructural de Capas”• “Sistema de Encapsulados”• “Mecanismo de Piel Flexo-Resistente”• Hormigón Micro-estructurado de Altas Prestaciones: HAP-100 N/mm2 y HAP-200 N/mm2

•Cimentación:• “Sistema Multirradial de Cimentación Flotante”

•Sistema Antiseismo:• “Sistema de Multifragmentación de Esfuerzos”• “Sistema de Aislamiento Dinámico “Plastic Performance”

•Climatización:• “Mecanismo de Piel Transpirante”• ”Sistema Conjunto de Climatización Natural y Artificial”

•Sistema AntiViento:• ”Sistema de Piel Flexo-Resistente por Multifragmentación Fractal de Esfuerzos”

•Sistema de Control de Incendios:• Sistema de Organización Urbana por Barrios Verticales separados y aislados por Plantas

Tecnológicas Estancas.• “Sistema de Evacuación Fragmentada”

•Superficie Ocupada por el Sistema Tecnológico:• 15 / 20 %

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DIFUSIÓN

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DIFUSIÓN

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DIFUSIÓN

SHANGHAI EXPO 2010 – PAVILION OF FUTURE

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DIFUSIÓN

REDES: “VIDA URBANA. PREMIO O CASTIGO.”

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INVESTIGACIÓNAPLICACIÓN A OTROS PROYECTOS

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OTRAS ALTERNATIVAS

TORRE ECO-CIUDAD-EXPERIMENTAL

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OTRAS ALTERNATIVAS


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OTRAS ALTERNATIVAS


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OTRAS ALTERNATIVAS


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OTRAS ALTERNATIVAS

BODEGAS EN LA MANCHA

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OTRAS ALTERNATIVAS

BODEGAS EN LA MANCHA

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OTRAS ALTERNATIVAS

CENTRO DE INTERPRETACIÓN DE LA NATURALEZA LAGUNA DE EL HITO

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OTRAS ALTERNATIVAS

EDIFICIO DE OFICINAS JAFEP – LA RODA (AB)

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OTRAS ALTERNATIVAS

TALL STRUCTURE IN ZA’ABEEL PARK - DUBAI

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OTRAS ALTERNATIVAS

GRAN VÍA POSIBLE

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OTRAS ALTERNATIVAS

ÁREA DE SERVICIOS A-31

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OTRAS ALTERNATIVAS

ÁREA DE SERVICIOS A-31

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OTRAS ALTERNATIVAS

MERCADO EN SANCHINARRO

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OTRAS ALTERNATIVAS

VIVIENDAS EN BENQUERENCIA - TOLEDO

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LA TEORÍA BIÓNICA:Aplicación a la Arquitectura y al Urbanismo.

La Ciudad Vertical Torre Biónica.

¡GRACIAS!

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