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PETRONASPETRONASLAS TORRES

FICHA TÉCNICAProyecto: Kuala Lumpur City Center.Torres Petronas.Ubicación: Kuala Lumpur, Malasia.Dueño del complejo: Kuala Lumpur City Center Holdings

Sendirian Berhad y un consorcioque incluye la Compañía Nacionalde Petróleo de Malasia-Petronas.

Promotor: Kuala Lumpur City Center BerhadDiseño arquitectónico: Cesar Pelli & AssociatesIngeniería estructural: The Thornton-Tomasetti GroupIngeniería mecánica: Flack & KurtzArquitectura de producción: Adamson Associates, entre otrosFecha de finalización: Año 1997.

ING. LEONARDO GARZÓN E ING. AAMER ISLAM

LZA TECHNOLOGY. A DIVISION

OF THE THORNTON-TOMASETTI GROUP

PARTE I

A propósito de los hechos ocurridos en el World TradeCenter de Nueva York, son muchas las especulacio-nes y preguntas realizadas alrededor del tema de losedificios de gran altura. Las Torres Petronas, los edi-ficios más altos del mundo, son un ejemplo vigentedonde el diseño estructural y la técnica constructivaen concreto de alta resistencia han alcanzado nivelessorprendentes, garantizando altos rangos de seguri-dad y confianza.Este artículo es la primera entrega sobre estosemblemáticos edificios, donde nos acercaremos a suinteresante proceso de concepción arquitectónica yestructural. En una segunda parte, a publicarse en lasiguiente edición de Noticreto, los autores detallaránsobre el proceso constructivo de estos rascacielos,que sobresalen como símbolo del crecimiento econó-mico de Malasia.

P or más de un siglo, ingenieros y arquitectos han aplicado el conocimiento práctico y teórico acerca de laconstrucción vertical para transformar el paisaje de las ciudades. Los primeros rascacielos tomaron formautilizando conceptos de las edificaciones griegas y las torres del Renacimiento. El movimiento modernista quepredominó después de la segunda guerra mundial trató de evitar características simbólicas en los edificios y

los rascacielos de entonces eran estructuras rectangulares.En los años recientes, los arquitectos han revivido nuevamente el interés en diseñar edificios de gran altura como emble-mas culturales. Las Torres Gemelas Petronas, en la actualidad los edificios más altos del mundo, son un ejemplo de ello.Con 88 pisos conectados por un puente de dos niveles a la altura de los pisos 41 y 42, estos rascacielos son más que uncomplejo de oficinas: enfatizan la distintiva tradición islámica de esta nación de diecinueve millones de personas en elsudeste asiático.

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ARQUITECTOS E INGENIEROSCOMPITIENDO POR EL DISEÑOEL PROCESO DE ADJUDICACIÓN

El diseño arquitectónico de las Torres Petronas comenzó de lamisma forma que la mayoría de proyectos a gran escala de hoyen día: con una competencia internacional. Ocho firmas de Asia,Europa y Estados Unidos respondieron a la invitación del dueñoy del promotor del proyecto. Los arquitectos participantes traba-jaron con base en una breve descripción sobre los requerimien-tos mínimos para un proyecto que incluiría un centro comercial,espacios públicos y dos torres que ocuparían la esquina noreste,en un terreno disponible de 40 hectáreas.

Las torres, de acuerdo con los requerimientos, definirían unlugar que las personas identificarían como único y propio de KualaLumpur y Malasia. Nunca se especificó que las torres serían losedificios más altos del mundo, pero sí los más hermosos.

La competencia duró un corto periodo durante el verano de1991. En tres semanas, cada una de las firmas tendría que pre-parar modelos, esquemas y planos para ser enviados a KualaLumpur. El personal técnico del promotor tardó solamente dossemanas en revisar las propuestas. Durante el mes de agosto,

Las Torres Petronas. Una gran obra sobre Kuala Lumpur

DATOS DEL PROYECTOKUALA LUMPUR CITY CENTER. FASE I

Altura: 451,9 mPrograma: 88 pisos

Torres Petronas: 427.500 m2

Usos: Oficinas, un centro de exhibiciónde la industria del petróleo, una galería de artey salones de conferencias con tecnología de punta.

Centro comercialy de entretenimiento: 140.000 m2

Sala de conciertos: 2.600 m2

Zona de parqueo: 5.000 automóvilesde capacidad

Edificios de oficinas: 186.000 m2

cada proponente haría múltiples presentaciones de sus dise-ños a variadas audiencias, que incluían el promotor y el primerministro Mahathir Mohamad. Cada una de estas sesiones con-templó temas relacionados con aspectos técnicos y económi-cos, así como estéticos y filosóficos.

A finales de ese mismo mes Cesar Pelli & Associates, unafirma de arquitectos con sede en New Haven en el Estado deConnecticut, Estados Unidos, recibió la noticia de haber sidoelegida para el diseño arquitectónico de la primera fase del pro-yecto Kuala Lumpur City Center, que incluía las Torres Petronas.

Es difícil saber por qué fue escogida esta firma. En este caso,el cliente indicó que Cesar Pelli & Associates respondió a to-das las inquietudes prácticas, y aún más importante, corres-pondió a las expectativas de un diseño propio de la cultura deMalasia.

Después de la selección del arquitecto, se conformó un equi-po de profesionales en las áreas de Ingeniería Estructural, Inge-niería Mecánica y Arquitectura de Producción. En total 16 fir-mas colaboraron en el diseño; éste número no es inusual paraun proyecto de tal envergadura, puesto que entre mayor es laaltura del edificio, mayores son los requerimientos estructura-les, de funcionalidad, eficiencia y economía.

EL DISEÑO ARQUITECTÓNICOANÁLISIS DE ALTERNATIVAS

El diseño arquitectónico de las Torres Petronas, requirió de lareevaluación de los esquemas tradicionales que se tenían paraedificios de gran altura, tal y como eran concebidos en Europa yEstados Unidos.

Las Torres fueron enlazadas a la cultura de Kuala Lumpur demuchas maneras; su forma rescató los orígenes de la tradición

islámica, en la cual los patrones geométricos toman más impor-tancia simbólica que en la cultura occidental.

El arquitecto propuso en un principio una estrella de 12 pun-tas como sección típica para cada uno de los edificios, dando aellos una forma agraciada y un magnífico espacio utilizable. Elprimer ministro Mahathir sugirió que se debía explorar sobreotros patrones que podrían ser más representativos de los di-seños islámicos. Después de investigar y de tratar algunas otrasformas, consiguieron diseñar una estrella de 8 puntas superpo-niendo dos cuadrados rotados a 45 grados, uno respecto al

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otro; el único inconveniente con este diseño, era que los murosexteriores se acercaban demasiado al núcleo del edificio limi-tando considerablemente el uso interior en cada planta de piso.

Se estudiaron entonces diferentes variaciones de esta ideabásica, proponiéndose una planta con 8 semicírculos, super-puestos en los ángulos internos de la estrella de 8 puntas. Elresultado sería una forma con mayor espacio utilizable. Unacolumna ocuparía cada una de las esquinas interiores de la plantapropuesta y al estar localizadas hacia el perímetro, proporcio-narían un espacio interior libre de columnas.

Trabajo de alternativas. Detalle de la opción definitiva

las Torres Petronas está entre el 76% y el 77%, una buena rela-ción para un edificio de gran altura. (Conseguir un núcleo com-pacto requiere de una serie de decisiones cuidadosas).

Para ofrecer un eficiente servicio de elevadores, cada bancoacomoda múltiples cabinas. El número de bancos de elevadoresexpresos que llevan visitantes a los pisos más altos es reduci-do, gracias a un sistema de lobby similar al que existía en lasTorres Gemelas de Nueva York. Visitantes de los pisos en lamitad superior de los edificios, hacen transferencia en el puntomedio a un sistema local de elevadores; ésta eficiencia esmejorada aún más por elevadores con cabinas de dos pisos,como se han venido usando en el edificio Citycorp en NuevaYork y en el edificio del Banco de Montreal en Toronto.

Proveer de los servicios básicos como agua, aire, electrici-dad, líneas de comunicación, etc. a los pisos superiores, tomatambién mucho del espacio interior, lo cual puede crecer de unamanera desproporcionada. Por ello, en los sótanos fueron ins-taladas grandes bombas, para dar presión suficiente al agua enlos pisos superiores. Los niveles de esfuerzo en las seccionesbajas de las tuberías fueron disminuidos, gracias a la instalaciónde tanques a lo largo de los edificios.

Teniendo en cuenta los hechos recientes del World TradeCenter, otro punto vital que vale la pena destacar dentro del dise-ño arquitectónico, es la presencia de áreas llamadas «zonas derefugio», en las cuales los sistemas de aire acondicionado, aguay electricidad son independientes del resto de la estructura, pro-porcionando a trabajadores y visitantes una oportunidad de serrescatados en el caso de incendio u otra emergencia.

DISEÑO ESTRUCTURALUSOS Y VENTAJAS DEL CONCRETOEN ESTRUCTURAS ALTAS

Los primeros edificios de altura fueron construidos en pie-dra, ladrillo, bloque y concreto convencional, lo que trajo consi-go inaceptables secciones en los muros estructurales y en lascolumnas, considerando la moderna industria de la construc-ción. La aparición del acero superó estas limitaciones al co-mienzo de la era de los rascacielos, pero los avances en la tec-nología del concreto han hecho atractivo este material hoy endía cuando se trata de diseñar y construir edificios de gran altu-ra. La adición al concreto de microsilica y otros componentes,puede incrementar considerablemente su resistencia. El con-creto de alta resistencia puede ser usado para formar elemen-tos estructurales más compactos. Otros materiales también pro-porcionan al concreto características favorables: por ejemplo,el uso de superplastificantes facilita el bombeo, lo que en elcaso de un proyecto como el de las Torres Petronas es un fac-tor muy importante.

COMUNICACIÓN INTERNAY SEGURIDAD PARA UN RASCACIELOS

Paralelo a todo el diseño general de la planta, el diseño delnúcleo o parte central de las Torres comenzó a tomar forma has-ta proveer gran parte del soporte estructural. El núcleo es uncuadrado que contiene elevadores, escaleras, ductos mecáni-cos y eléctricos, baños, etc., clave en el buen funcionamiento deun rascacielos. Su diseño debe satisfacer necesidades anticipa-das de futuros usuarios, así como necesidades estructurales yarquitectónicas; la meta es satisfacerlas con «alta eficiencia»,una medida que describe la relación entre área utilizable y áreatotal en cada piso. La eficiencia promedio de una planta típica en

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Corte estructural general de una torre. El diseño de lascolumnas perimetrales es en concreto de altaresistencia.

11.600 psi EN LAS COLUMNASDE LAS TORRES

El concreto fue ideal para ser usado en las columnas y en elnúcleo de las Torres, debido a su facilidad de adaptación a lasformaletas complejas. El uso del concreto en estas estructurasdisminuye las deflecciones laterales y tiene la propiedad de ate-nuar las oscilaciones debidas al viento con mayor eficiencia sise compara con una estructura de acero.

Estas oscilaciones –un ciclo de las cuales ocurre cada 9 se-gundos en las Torres Petronas– son más desaceleradas debidoa la gran masa del concreto. Estas características de respuestade las estructuras frente al viento son reducidas a niveles con-fortables gracias a la presencia del concreto.

El uso del concreto de alta resistencia, que alcanzó nivelesde esfuerzo a la compresión de 11.600 psi a 56 días, fue esen-cial en el éxito de este proyecto.

Trabajo de grupo humano y técnico.Grúas y equipos para la fundición de la estructura

La rigidez lateral es básica en edificios de gran altura. Los depoca altura utilizan el núcleo como elemento estructural únicopara resistir las cargas laterales y disminuir las defleccionesdebidas al viento o a sismo. En el caso de las Torres Petronas,el núcleo de concreto posee únicamente la mitad de la rigidezrequerida para llevar las deflecciones laterales a niveles permiti-dos. La rigidez en estas dos grandes estructuras es logradacon la combinación de los muros del núcleo y los pórticos for-mados por vigas de sección variable y columnas de concreto enel perímetro de la estructura; estos dos elementos en el interiory exterior son unidos por rígidas vigas, constituyendo en con-junto un sistema estructural muy eficiente para contrarrestar lascargas laterales.

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Pórticos perimetrales en concreto,a los cuales son ancladaslas vigas metálicas que conforman la estructura típica decada piso.

Mas allá de las vigas y columnas de concreto perimetrales,voladizos metálicos son anclados a estos elementos para darlugar a las 8 esquinas de la estrella y a las proyecciones circu-lares que se extienden hacia el exterior del anillo conformadopor las vigas de concreto.

Las Torres Petronas completando su proceso de construcción. Seobservan los mástiles tronco-cónicos en la corona de cada torrey el puente que une los pisos 41 y 42.

En la segunda parte de este artículo se desarrollará todo elproceso constructivo de estos rascacielos y sus elementosconstructivos especiales, los cuales han sido un parámetropara la evolución constructiva de rascacielos en el futuro.

En la parte interior, la construcción de las losas de piso fuemucho más sencilla y rápida. Se trató de una construcción com-puesta conformada por vigas metálicas con conectores de cor-tante, ancladas a las vigas de concreto perimetrales y al núcleodel edificio. Sobre éstas fueron instaladas láminas de acero de5cm de altura fundidas en una losa de concreto de espesorvariable entre 11,5 cm en los pisos típicos de oficinas y 20 cmen los pisos mecánicos, dependiendo de la carga viva y de losrequerimientos acústicos y de resistencia contra el fuego. Laestructura metálica facilita las modificaciones que en muchoscasos los arrendatarios realizan a espacios interiores de susoficinas.

OTROS ASPECTOS IMPORTANTESDEL DISEÑO DE LAS TORRES

Kuala Lumpur posee un clima benigno que favorece la exis-tencia de rascacielos. Es un área no marcada por actividadsísmica y por el hecho de estar cercana al ecuador, no es azota-da por huracanes o tifones. Tormentas tropicales brindan llu-vias torrenciales pero no vientos excepcionales.

En este contexto, el diseño exterior de las Torres ayuda aminimizar el efecto del viento en las estructuras. La disminu-ción de la sección hacia la parte más alta, reduce igualmente elárea expuesta en las zonas donde, debido a la altura, las pre-siones originadas por el viento son mayores. La forma casiredondeada de cada Torre, ofrece una menor resistencia si secompara con edificios rectangulares de superficies planas.

Para terminar, como ventaja para la construcción de la es-tructura principal de las Torres Petronas, los contratistas loca-les estaban familiarizados con el uso y aplicación del concreto,lo que garantizó el éxito del proyecto.