Frank Anteri habla sobre la evolución de los rascacielos y la ingeniería estructural

Nov 18, 2023

Frank Anteri trabaja como ingeniero estructural especializado en el desarrollo de rascacielos. En el siguiente artículo, Frank Anteri analiza la evolución de estos magníficos edificios y cómo se han convertido en la encarnación del ingenio humano, la destreza de la ingeniería y la visión artística.

Si bien los rascacielos han parecido desafiar las leyes de la gravedad desde el siglo XIX, el poderoso tirón del núcleo de la Tierra claramente no ha desaparecido. Entonces, ¿cómo evitan que estas altas torres se derrumben?

Los rascacielos aparecieron por primera vez durante la década de 1800, cuando la producción masiva de hierro y acero hizo posible soportar el crecimiento ascendente de los edificios sin necesidad de paredes gruesas poco prácticas o una base irracionalmente ancha. El uso de hormigón para reforzar la capacidad de carga del nivel base y la invención del ascensor también fueron desarrollos cruciales.

Frank Anteri explica cómo el ingenio humano evolucionó de sobrevivir en cuevas a construir casas en lo alto del cielo.

Durante la década de 1800, la gente comenzó a acudir en masa a las ciudades en mayor número que nunca. Esta afluencia ejerció una presión significativa sobre los pies cuadrados de las calles de la ciudad y planteó la difícil pregunta de cómo acomodar a la creciente población. Como cuestión de practicidad para ahorrar espacio, los ingenieros comenzaron a mirar hacia el cielo.

Frank Anteri dice que, si bien los rascacielos aparecieron por primera vez en el siglo XIX, la evidencia de que los humanos han entendido los principios físicos y matemáticos necesarios para crear edificios de gran altura se remonta a las antiguas pirámides egipcias y los templos mayas.

Cuando se trataba del desafío de aumentar la altura de un edificio y limitar su ancho a nivel del suelo, los ingenieros estructurales estuvieron a la altura de las circunstancias y han seguido aumentando desde entonces. Lo que les permitió llevar a cabo estas hazañas fue el desarrollo de hierro y acero producidos en masa, lo que proporcionó la fuerza para permitir una proporción mucho mayor de soporte de peso vertical a horizontal.

Además de estos metales, los ingenieros estructurales también comenzaron a utilizar hormigón armado, que combina la maleabilidad del acero con la estabilidad del hormigón para garantizar que estos edificios tengan cimientos lo suficientemente resistentes para soportar su propio peso, y algo más.

Frank Anteri dice que al estar equipados con estos nuevos materiales, los ingenieros del siglo XIX pudieron evitar depender de los amplios marcos laterales utilizados por los primeros egipcios y mayas, en lugar de canalizar el peso estabilizador más hacia abajo sobre un área de superficie más estrecha.

La invención del ascensor fue un paso fundamental en el desarrollo del rascacielos por múltiples razones. Dada la dificultad de mover objetos grandes o pesados ​​por varios tramos de escaleras, los ascensores ofrecían un medio práctico de transporte interno. Además, los huecos de los ascensores comenzaron a desempeñar un papel estructural importante como "columna vertebral" que soporta peso dentro del núcleo de un edificio.

Frank Anteri dice que desde que aparecieron los rascacielos, la ingeniería y los avances tecnológicos han hecho cada vez más posible considerar no solo cuestiones de estabilidad práctica, sino también del atractivo estético de un edificio. A lo largo de la década de 1900, los rascacielos se volvieron mucho más estilizados y ornamentados que las columnas rectangulares básicas creadas apenas unas décadas antes.

Para disminuir la densidad del núcleo central del edificio y agregar diseños exteriores, muchos rascacielos ahora tienen un exoesqueleto adicional que soporta peso. Al distribuir el peso estabilizador de la estructura sobre una superficie más amplia, los exoesqueletos se han convertido en otro reflejo de cómo la ingeniería estructural combina forma y función en la arquitectura.

Aunque el estilo es ahora una consideración influyente en el diseño de un rascacielos, garantizar la seguridad y la practicidad de un plano de planta sigue siendo la principal preocupación de cada ingeniero estructural.

Durante el proceso de planificación, los ingenieros deben tener en cuenta una serie de factores diferentes, incluido el peso fijo del material de construcción, el peso variable de los objetos y ocupantes dentro del edificio y el peso potencial de la nieve y el hielo durante los meses de invierno en ciertos climas. .

Además de equilibrar varios pesos, los ingenieros estructurales también deben considerar factores ambientales, como si la calidad del suelo permitirá o no construir directamente sobre el terreno, o si primero se debe instalar una base más profunda y más sólida. Frank Anteri explica que, dado que los materiales de construcción responden de manera diferente a los cambios de temperatura, también se deben tener en cuenta el tipo de clima y los cambios estacionales.

Si un sitio de construcción está ubicado en una región propensa a desastres naturales específicos como terremotos, incendios o fuertes vientos, se deben instalar ciertos refuerzos laterales para ayudar a minimizar cualquier movimiento estructural o daño potencial causado por tales fuerzas.

Frank Anteri explica que incluso más allá de las consideraciones dependientes de la naturaleza involucradas en el proceso de diseño, los ingenieros estructurales también deben considerar el costo de los materiales necesarios. Dada su altura y la necesidad de metales fuertes y de alta calidad en cantidades masivas, el precio de estos proyectos puede aumentar con bastante rapidez.

En respuesta a tales problemas, los ingenieros pueden optar por utilizar una disposición estructural menos convencional. Un ejemplo de ello es un sistema diagrid, que utiliza menos acero que un marco tradicional al disponer las vigas en un patrón diagonal.

Como uno de los factores más decisivos en la creación de un rascacielos, la cantidad de fondos disponibles a menudo tiene un impacto más significativo en la clasificación de la altura de un edificio que la física involucrada en su construcción. De hecho, muchos ingenieros creen que cuando se trata de la altura de los rascacielos, todavía hay mucho espacio para crecer.

Frank Anteri señala que los rascacielos nacieron de la necesidad de dar cabida a la creciente población de la ciudad, los avances en la capacidad de producción de hierro y acero, las técnicas de refuerzo de hormigón y los cálculos estratégicos de cambio de peso de los ingenieros estructurales. Con más desarrollos prácticos, como el ascensor, se podría dirigir más atención hacia el estilo, lo que daría como resultado la gran variedad de rascacielos en todo el mundo hoy en día.