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• Jeyson Mo Tongo Alejandro

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FACULTAD DE INGENIEÍA

Burj Al Arab - Una de las mejores obras de ingeniería civil

CURSO: Dinámica

DONCENTE: SECCIÓN: CX51

ALUMNO:

LIMA – 2018

Burj Al Arab - Una de las mejores obras de ingeniería civil Introducción: Concebido como un icono para Dubai, el Burj Al Arab o torre de Arabia, fue por mucho considerado como el edificio estandarte de la arquitectura moderna del emirato árabe, maravillando a muchos, pero a su vez presentando múltiples problemas en el proceso de construcción que sirvieron para dar paso a la ingeniería moderna. El hotel Burj Al Arab (La Torre Arábiga) fue pensado y construido bajo el propósito de darle un ícono representativo a Dubai y a razón del posible agotamiento del petróleo en el 2016, es decir, se pensó como una nueva fuente de ingresos monetarios a través del turismo. Es el único hotel catalogado de 7 estrellas, vale la pena resaltar que la escala normal llega hasta 5 estrellas, fue el más alto en el momento de su construcción con 321 m (posteriormente superado por el hotel Abbco Rotana de 333 m, también construido en Dubái en el año 2007); la estructura presta las funciones de hotel y/o restaurante. Reseña del edificio: La torre Burj Al Arab está localizada en Dubai. Emiratos Árabes Unidos caracterizados por un clima tropical desértico. Su promotor fue el jeque Mohamed Binrashid al Maktum, quien preocupado por lo limitado de las reservas de petróleo del país, considero el turismo como una actividad económica alterna y para el futuro, siendo así que concibe construir este hotel resort (1994 - 1999) con una área de 120.000 m2 construidos, erigido sobre una isla artificial de 5.060m2, a una distancia de 270 metros a la playa en el golfo pérsico, conectada a tierra firme mediante una carretera. Su principal creador fue el arquitecto Tom Wright. Su estructura está fabricada en acero (9.000 ton) y concreto reforzado (70.000m3) con 250 pilotes de fricción superficial en concreto reforzado con una longitud combinada de 10km + vigas de acero. Cuenta con fachadas en vidrio (43.446m2) y fachada de tela (9000m2) en fibra de vidrio recubierta con teflón. Su altura es de 321ml, tiene 60 pisos y 202 suites dúplex desde 169m2 a 780m2. Su aspecto formal es de vela de barco. La idea del edificio reconocido como un icono surgió de ver como emergía la silueta de un yate de vela en el horizonte (recordando las actividades del trabajo de recolección de perlas, propio de sus habitantes). Construcción: La isla: Para dar impresión de que el edificio este flotando sobre el agua, se realizó una isla flotante, la primera en Dubái. Conformada por arena compactada y calcificada para la resistencia de los pilotes y para proteger la edificación de sismos.

Se hicieron pruebas de tanque en laboratorio reproduciendo la fuerza de las olas más altas que podrían darse en los subsiguientes 100 años, contra una serie de modelos de diferentes configuraciones. Los bloques huecos demostraron ser efectivos funcionando como una esponja y haciendo que el agua de la ola que los golpea llene el espacio vacío y gire sobre sí misma, haciendo que la fuerza se disipe considerablemente. Con esto, el equipo construyó una isla con fuertes inclinaciones de roca y cubierta con un revestimiento de concreto para absorber la fuerza de las olas

Etapas de la construcción de la isla: 

La construcción de la isla consistió en introducir pilotes y barras amarradas en la arena para soportar las rocas.

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Posterior al pilotaje se realizaron diques de rocas alrededor de los pilotes, formando así una "cuna" de la cual luego se evacuó el agua retenida.

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Una vez se ha evacuado el agua se colocan armaduras de concreto alrededor de la isla (las cuales servirán como protección de las olas), así como pilotes de 2 m de diámetro y 43 m de largo. Finalmente se extrae el material al interior de la isla, para luego fundir una losa de concreto de 2 m y de la misma manera fabricar muros de hormigón armado, con lo cual ya se tendría el sótano.

La estructura del Burj Al Arab: Los arquitectos idearon un plan en el que contemplaron apoyar su hotel usando pilotes de concreto reforzados con acero clavados muy profundo dentro de la arena, y apoyados en el efecto conocido con el nombre de fricción superficial que no es otra cosa que la resistencia que impide que dos superficies ásperas resbalen una contra otra. En medio del ardiente calor del desierto fueron alzadas las paredes de concreto delgadas, pero incapaces de resistir los elementos sin ayuda; corriendo el riesgo que los vientos fuertes o los sismos las destruyeran con facilidad, los arquitectos lo sabían, por ello generaron una nueva solución, no solo eficiente sino visualmente atractiva: una inmensa estructura de acero por fuera del edificio conocida como exoesqueleto.

Características estructurales: Sistema Hiperestático: Posee un Núcleo Central Rígido, Estabilizado mediante Vigas y Muros Perimetrales. Base de Cálculo: cargas axiales verticales y horizontales. Diseño estructural: sistema de altura activa, actuando por planos que están interrelacionados.

Tipología estructural:

El acero y su protagonismo:

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Para dar mayor rigidez a la estructura se implementa un exoesqueleto de acero que consiste en estructuras metálicas de sección triangular en las fachadas laterales exteriores. Las estructuras miden cerca de 85 m y pesas alrededor de 165 ton.

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Debido a los cambios de temperatura utilizaron estructuras en forma de biela para que el acero se expanda y contraiga en un rango de hasta 5 cm.

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Debido a la altura de la edificación la fuerza del viento a la cual se ve sometida es muy alta, por esta razón en las uniones de los vidrios se utilizan rótulas de acero inoxidable las cuales disipan la fuerza ejercida.

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Para disipar la energía generada por la oscilación de la estructura ante las fuerzas del viento y las fuerzas sísmicas se implantaron unas máquinas especiales para transferir la energía a las columnas y por consiguiente a la cimentación y de ahí al terreno.

Esfuerzo de cargas: COMPRESIÓN

TRACCIÓN

EMPUJE

La isla artificial fue pensada y calculada como parte de la estructura y ejerce una fuerza de compresión sobre el edificio.

Debido a las altas temperaturas y que la estructura esta echa de acero se produce tracción.

Sobre la edificación se producen cargas de empuje originadas por el viento, con velocidades de hasta 150 km/h

TORCIÓN

Sobre el edificio se genera una fuerza se torsión originada por el empuje del viento y la altura del mismo, esta es absorbida por la forma aerodinámica con la que fue consebido

FLEXIÓN

ROZAMIENTO

Así mismo está sometida a una fuerza de flexión.

El rozamiento por fricción generado en la base del edificio es absorbido totalmente por los materiales con que está diseñada la isla

Análisis Bioclimático: Viento: Los vientos predominantes en Dubai, provienen principalmente desde el oeste y el nor-oeste con velocidades de hasta 150k/h. Si bien durante la etapa de diseño del edificio fue sometido a la prueba del túnel de viento, el ejercicio fue hecho con fines de comprobar la estabilidad del proyecto y no para establecer una estrategia de ventilación natural, dando como resultado una adecuación del exoesqueleto en acero para contrarrestar el efecto de vibración producida en esta por el desprendimiento de vórtices desarrollado en las aristas de la estructura que dan al este y al sur.

Sol: Si bien con respecto al viento la orientación del edificio es acertada, con respecto a la asoleación no. Tanto la fachada norte como la sur – occidente perteneciente a las suites del hotel son iguales, a pesar de tener condiciones de radiación solar bastante disimiles. Ambas fachadas están conformadas por superficies vidriadas por detrás de la exoestructura en acero. La fachada norte resulta favorecida pues prácticamente no recibe radiación solar durante todo el año, no así la sur-occidente que junto con la suroriente están todo el tiempo expuestas al impacto solar.

Sistema generador de energía: A pesar de los altos consumos energéticos demandados por el hotel, la construcción no plantea ningún tipo de energía renovable producida en el lugar. Se estima que cada una de las 202 suites tiene una carga de 14 Kw equivalente a ocho veces la carga que requiere una vivienda en la Unión Europea, suficiente electricidad para una población de 6000 habitantes. El hotel además de tener implementado el sistema se “Soluciones Totales para Edificios” de Siemens que ofrece distintas formas de ahorrar energía, también cuenta con la energía olamotriz o undimotriz, la cual es generadora de energía a través del movimiento de las olas, siendo un tipo de energía limpia con bajo coste ambiental, salvo por la modificación y alteración del paisaje y hábitat costeros, pero para el caso del hotel estos ya se encuentran altamente intervenidos. Dado que el perímetro de la isla artificial donde se erige el hotel cuenta con rompeolas conformados por dados huecos en concreto, para protegerse de la gran cantidad de estas que la golpean, se puede aprovechar esta situación para anclar brazos con flotadores cuyo movimiento producido por las olas produciría energía, para el edificio. Esta generación es mucho menos compleja que la eólica y más constante, pues siempre habrá olas y movimiento de estas. La cantidad de energía que se produzca dependerá del número de artefactos instalados y el área que estos ocupen, sin embargo, se estima que con sólo 30 dispositivos tipo pistón de energía undimotriz se puede dar energía a 20.000 hogares.

Conclusiones: 

El Burj Al Arab se encuentra constituido por un núcleo central.

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El burj Al Arab cuanta cuenta con un sistema generador de energía que utiliza el movimiento de las olas para producir energía renovable.

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En el Burj Al Arab la orientación es en un 70% acertada con respecto a la bioclimática, y el 30% restante es fácilmente subsanable.

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Edificado en una isla artificial.

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Cuenta con más de 240 pilares de 45 metros que soportan la estructura.

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Su estructura principal está compuesta de Cemento.

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Posee un exoesqueleto con una disposición en V con brazos curvos.

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Los brazos curvos están construidos en acero.

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Posee un sistema de riostras que vinculan el exoesqueleto.

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El Burj Al Arab fue diseñando con forma aerodinámica para resistir el empuje del viento

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Su fachada principal cuenta con una cortina de DYNEON y DUPLONT TEFLON

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El Burj Al Arab es un magnífico ejemplo de lo que se puede construir partiendo de las nuevas tecnologías, de unos recursos “ilimitados” y sobre todo de una amplia visión de las posibilidades y vocaciones de un proyecto, que nació del deseo de construir un ícono para la ciudad.

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La parte ingenieril de un proyecto es indispensable, tediosa y muchas veces limitante para los arquitectos, sin embargo con una comunicación adecuada, un estudio de todas las condiciones físicas y económicas, se pueden alcanzar soluciones integrales, desafiantes, novedosas y sobre todo correctamente estructuradas.