Cómo resiste a los terremotos el Taipei 101, el rascacielos más alto de Taiwán

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(CNN) —  El mortal terremoto de magnitud 7,4 que sacudió Taiwán el miércoles y dejó al menos diez personas muertas, también dañó 770 edificios, según las últimas estimaciones de la Agencia Nacional de Bomberos (NFA) de la isla.

En la capital, Taipei, a sólo 130 kilómetros del epicentro, los edificios también temblaron violentamente durante lo que fue el terremoto más fuerte de Taiwán en 25 años. Pero en un triunfo de la ingeniería moderna, el imponente Taipei 101, que alguna vez fue el rascacielos más alto del mundo, resultó ileso del último evento sísmico de la isla.

Las imágenes del terremoto parecen mostrar a la torre de 1.667 pies (unos 500 metros) de altura balanceándose ligeramente, ya que su flexibilidad estructural ayuda a contrarrestar el poderoso movimiento del terremoto. Este movimiento demostró perfectamente cómo la defensa más importante del rascacielos contra los terremotos es el mismo material con el que está construido: hormigón armado.

Combinando la resistencia a la compresión del hormigón con la resistencia a la tracción del acero, el material hace que el edificio sea lo suficientemente flexible como para balancearse, pero lo suficientemente rígido como para resistir los fuertes vientos y los tifones que frecuentemente azotan Taiwán. (El principio de que los edificios pueden soportar las fuerzas sísmicas moviéndose con ellas, en lugar de contra ellas, ha sustentado durante siglos la arquitectura tradicional en los países del este de Asia propensos a terremotos, desde las pagodas japonesas hasta los palacios chinos).

Sin embargo, en lo alto de la torre, otra innovación tecnológica ayuda a proteger el rascacielos de 101 pisos: un enorme dispositivo con forma de orbe conocido como amortiguador de masa sintonizado.

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Un dispositivo esférico de 660 toneladas llamado amortiguador de masa sintonizado se balancea como un péndulo gigante en los pisos superiores del rascacielos. (Richard Chung TW/Reuters/Archivo)

Contrapeso gigante

Suspendida por 92 gruesos cables entre los pisos 87 y 92, la esfera de acero dorado puede moverse aproximadamente 1,5 metros en cualquier dirección. Como resultado, actúa como un péndulo que contrarresta (o “amortigua”) los movimientos oscilantes.

“Es esencialmente un contrapeso muy grande”, explicó Stefan Al, autor de “Supertall: How the World’s Tallest Buildings Are Reshaping Our Cities and Our Lives”, en una entrevista telefónica. “En el caso del Taipei 101, son 660 toneladas. Parece muy pesado, pero si lo comparas con el peso total del edificio, es sólo una fracción”, indicó.

“Cuando un edificio comienza a temblar, (el amortiguador de masa sintonizado) se mueve en la dirección opuesta. En el caso del Taipei 101, está suspendido… por lo que se quedará atrás cuando la torre se balancee y absorberá la energía cinética moviéndose en la dirección opuesta”, dijo Al, explicando que los cilindros hidráulicos entre la bola y el edificio convierten esta energía en calor, que luego se dispersa.

Los amortiguadores de masa sintonizados se utilizan en rascacielos de todo el mundo, incluida la “súper delgada” Torre Steinway en Nueva York y el Burj al-Arab con forma de vela de Dubai, que tiene 11 de ellos. El dispositivo protege de manera crucial contra el movimiento violento causado por la “vibración armónica”, que puede causar fallas estructurales durante un terremoto, dijo Al.

“(Ahí es) cuando los edificios comienzan a vibrar con su propia resonancia”, dijo, comparando el fenómeno con un diapasón. “Esto puede provocar un colapso, (ya que el edificio) comenzará a temblar cada vez más rápido”.

Los amortiguadores de masa sintonizados, también conocidos como absorbentes de armónicos, están “sintonizados” para resonar a la misma frecuencia que el edificio, pero con longitudes de onda que comienzan antes o después, lo que ayuda a disipar la energía potencialmente catastrófica.

La estabilidad que proporcionan también puede reducir el efecto incómodo que el balanceo puede tener en los ocupantes de un edificio cuando hay vientos fuertes.

Soporte estructural

Diseñado por la firma taiwanesa C.Y. Lee & Partners, Taipei 101 fue el edificio más alto del mundo desde 2004 hasta 2007, cuando fue superado por el Burj Khalifa en Dubai. La plataforma de observación con vista a su innovador amortiguador de masa sintonizado es ahora una atracción popular para los visitantes, especialmente cuando se mueve por vientos fuertes.

Sin embargo, la esfera gigante no es la única característica de diseño que ayuda a estabilizar la torre, que se encuentra cerca de una falla importante.

Por un lado, el rascacielos se asienta sobre cimientos excepcionalmente profundos, es decir, 380 pilotes de acero y hormigón armado perforados en el lecho de roca que se encuentra debajo. Por encima de ellos, el núcleo del edificio está conectado a una serie de “megacolumnas”, ubicadas alrededor de su perímetro, a través de enormes vigas de acero.

El rascacielos cumple con estrictos códigos de construcción antisísmicos que son tan estrictos como cabría esperar en una isla que se encuentra ubicada a lo largo del “Anillo de Fuego del Pacífico”, que corre alrededor del borde del océano Pacífico y provoca una actividad sísmica y volcánica masiva de Indonesia a Chile.

Pero si bien el diseño también se sometió a un extenso modelado digital y pruebas de “mesa vibratoria” (en las que se prueban modelos a escala en un dispositivo que replica el movimiento de un terremoto), aún no se sabe cómo reaccionaría un edificio como el Taipei 101 ante un evento sísmico más fuerte o más cercano, hasta cierto punto, teórico.

“Aunque tenemos simulaciones por computadora, todavía hay algo en lo físico que realmente no podemos obtener de las simulaciones digitales”, dijo Al, y agregó: “A pesar de nuestros avances tecnológicos, todavía estamos probando (diseños) en túneles de viento y mesas vibratorias”.

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