¿En qué fue única la construcción del World Trade Center?

Sep 13 2011
El World Trade Center empleó varios enfoques nuevos para la construcción de rascacielos. Desde muros pantalla hasta vestíbulos de cielo y características de diseño de "tubo dentro de un tubo", ¿qué hizo que este proyecto fuera distintivo desde el punto de vista de la ingeniería arquitectónica?
Las paredes exteriores de las torres del World Trade Center, bañadas por la luz del sol. Ver más bellas imágenes del horizonte.

Mucho antes de que el World Trade Center se convirtiera en sinónimo del ataque terrorista más dañino en la historia de los EE. UU., era un símbolo de la brillantez de la ingeniería. Tras su finalización en 1973, las dos torres que se levantaron del complejo de 16 acres (64749,7 metros cuadrados) que consta de siete edificios diferentes en el bajo Manhattan fueron las estructuras más altas del mundo. Pero la construcción de estructuras tan gigantescas tuvo sus desafíos.

El primer gran desafío fue el sitio de construcción en sí. La ubicación seleccionada para el proyecto, en el Lower West Side de Manhattan, se construyó sobre generaciones de vertederos que en realidad habían crecido y compactado tanto que habían extendido el Lower West Side de Manhattan hasta el río Hudson. Para llegar a una base sólida de roca madre, los trabajadores tuvieron que excavar 21,3 metros (70 pies). Pero debido a la proximidad del río, se necesitaba crear una barrera que evitara que la sección excavada de la ciudad se llenara de agua tan rápido como se removía la tierra.

La respuesta fue algo que se conoció como el método de la zanja de lodos. Una zanja excavada profundamente en el suelo se llenó con una mezcla de lodo hecha de agua y una arcilla en expansión conocida como bentonita. Este lodo era más denso que la tierra circundante, por lo que evitó que la zanja se derrumbara. Una vez llena con la mezcla, se dejó caer una jaula de acero que pesaba 25 toneladas y se extendía hasta una altura de siete pisos. Luego se vertió hormigón en la zanja. Como el hormigón era más pesado que el lodo, forzó la mezcla de arcilla y se endureció alrededor de la jaula, formando una sección de pared subterránea. Los trabajadores luego pasaron a la siguiente sección. Cuando el muro estuvo completo, formando lo que se conoció como la "bañera", se retiró el resto de la tierra de su interior sin peligro de inundar el espacio recién abierto.

Otra preocupación exclusiva de la construcción del World Trade Center fue el hecho de que la línea de tren de cercanías PATH pasaba directamente por el centro del sitio de construcción. En lugar de interrumpir el servicio, los ingenieros diseñaron una cuna protectora para la línea subterránea y, como resultado, el tren funcionó durante todo el proyecto, transportando 130,000 pasajeros por día [fuente: 911veritas ].

¿Cómo fue único el World Trade Center?

Había dos factores principales que distinguían en gran medida las dos torres principales del World Trade Center de todo lo que se había construido antes: sus paredes y sus ascensores.

Antes de la construcción de las Torres Gemelas, los rascacielos estaban diseñados para sostenerse a sí mismos a través de grandes columnas internas separadas por unos 30 pies (9 metros), lo que interrumpía el flujo del espacio interior. Sin embargo, para este proyecto, los ingenieros idearon una solución diferente: las paredes exteriores soportarían la mayor parte de la estructura y recibirían un impulso de una sola columna de vigas en el centro.

Esto permitió un plan mucho más abierto en cada piso del edificio, que no solo tenía un valor estético sino también un valor financiero: cuanto más espacio en el piso, mayor era la renta que podían cobrar los propietarios de los edificios.

A la creación de planos de planta abiertos se sumó el diseño de los ascensores . Un problema clásico en los rascacielos es que a medida que los edificios crecen, aumenta el número de residentes. Con más residentes, se necesitan más huecos de ascensor. Pero cuantos más huecos de ascensor hay, menos espacio de piso hay para los inquilinos.

Este problema se resolvió en la construcción de las torres gemelas mediante el uso de ascensores rápidos y locales. De la misma manera que funcionaba el sistema de metro de la ciudad de Nueva York , los ascensores expresos llevaban a los pasajeros a "lobbies aéreos" ubicados en varios pisos en todo el edificio donde luego desembarcaban y cambiaban a ascensores locales para llegar al piso requerido. El uso de este sistema redujo a la mitad el número de huecos de ascensor requeridos, preservando así el valioso espacio del piso.

Trabajo único, herramientas únicas

La construcción del World Trade Center no solo fue única, sino que las herramientas utilizadas para construirlo también lo fueron. Para erigir el edificio más alto del mundo, se trajeron "grúas canguro" de Australia. Estas poderosas máquinas de construcción podrían levantarse mediante el uso de sistemas hidráulicos de servicio pesado, de hecho, creciendo con el edificio mismo. La construcción de las Torres Gemelas marca la primera vez que se utilizan grúas de este tipo en Estados Unidos.

Diseño y materiales del World Trade Center

El diseño de las Torres Gemelas a menudo se denomina "tubo dentro de un tubo", en referencia al hecho de que todo el peso del edificio estaba soportado por las paredes externas y una columna interna. Anteriormente, las paredes exteriores de un rascacielos se llamaban muros cortina: no se dependía de ellos para su resistencia, por lo que no era imperativo que se usaran materiales súper resistentes para ellos.

Pero para las torres uno y dos, las paredes externas no solo soportarían el peso de los pisos interiores, sino que también tendrían que soportar una tremenda presión del viento. Debido a que el "tubo" externo de cada torre estaba perforado con aberturas para ventanas, toda la red de acero podría moverse con fuertes vientos, transfiriendo la carga del lado de barlovento al lado de sotavento de los edificios a través de algo conocido como acción Vierendeel [fuente: FEMA ].

Para las columnas que componían las paredes, se utilizó una mezcla de 12 tipos diferentes de acero con puntos de fluencia entre 42,000 libras por pulgada cuadrada (psi) y 100,000 psi, mientras que las columnas interiores consistieron en un acero conocido como A36, designación que significa tenía un límite elástico de 36.000 psi. El grosor de estas columnas también varió, desde un grosor de 0,25 pulgadas (6,35 milímetros) en la parte superior del edificio hasta un grosor de 4 pulgadas (10,16 centímetros) en la base [fuente: FEMA ]. En total, se utilizaron 200,000 toneladas de acero súper resistente (que recientemente estuvo disponible en 1968) para crear las dos torres [fuente: Gayle ].

Justo dentro de las paredes, en aproximadamente 10,000 ubicaciones en cada torre, se instalaron amortiguadores viscoelásticos [fuente: FEMA ]. Estos eran básicamente grandes amortiguadores que podían doblarse con la presión del viento y luego volver a su forma original. Debido a que las torres fueron diseñadas para balancearse y ajustarse con el viento, estos amortiguadores ayudaron a reducir el impacto de este movimiento en los ocupantes. Era la primera vez que esta tecnología se usaba en un rascacielos [fuente: FEMA ].

Los pisos que fluían entre las paredes de soporte y las columnas interiores estaban hechos de losas de acero de 0,5 pulgadas (1,27 centímetros) de espesor cubiertas con 4 pulgadas (10,2 centímetros) de concreto liviano.

En general, se vertieron 425 000 yardas cúbicas (324 935,8 metros cúbicos) de hormigón , se instalaron 43 600 ventanas, se colocaron 12 000 millas (19 312,1 kilómetros) de cables eléctricos y se instalaron 198 millas (318,6 kilómetros) de conductos de calefacción [fuente: Ross ] para crear las dos majestuosas torres que ayudaron a definir el horizonte de Manhattan durante 30 años.

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Fuentes

  • 911 veritas. "Construyendo el World Trade Center". Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey a través de YouTube. (8 de septiembre de 2011) http://www.youtube.com/watch?v=__gUjUv1vvw
  • Buyukozturk, Franz-Josef Ulm y Oral. "Materiales y estructura". Instituto de Tecnología de Massachusetts (8 de septiembre de 2011)
  • Eagar, Christopher Musso y Thomas. "¿Por qué colapsó el World Trade Center? Ciencia, ingeniería y especulación". JOM. 2001. (8 de septiembre de 2011) http://www.tms.org/pubs/journals/JOM/0112/Eagar/Eagar-0112.html#ref5
  • FEMA. "Estudio de rendimiento del edificio del World Trade Center: recopilación de datos, observaciones preliminares y recomendaciones". Septiembre de 2002. (8 de septiembre de 2011)
  • Gayle, Frank W., et al. "El acero estructural de las torres del World Trade Center". Materiales y procesos avanzados". 1 de octubre de 2004. (8 de septiembre de 2011) http://www.highbeam.com/doc/1G1-123583397.html
  • Ross, David Johnson y Shmuel. "Historia del World Trade Center: edificios magníficos adornados con el horizonte". información por favor. (8 de septiembre de 2011) http://www.infoplease.com/spot/wtc1.html
  • El Museo de los Rascacielos. "Centro de Comercio Mundial". (8 de septiembre de 2011) http://www.skyscraper.org/EXHIBITIONS/BIG_BUILDINGS/CONTENT/jumbos/j_09.htm
  • Tyson, Pedro. "Torres Gemelas de la Innovación". Estrella nueva. 30 de abril de 2002. (8 de septiembre de 2011) http://www.pbs.org/wgbh/nova/tech/twin-towers-of-innovation.html
  • Grupo de Trabajo de Búsqueda y Rescate de los Estados Unidos. "Desastre del Word Trade Center". (8 de septiembre de 2011) http://www.ussartf.org/world_trade_center_disaster.htm