Estructura de acero de la cubierta del Pabellón de la Oportunidad
Acerca del proyecto
El Pabellón de la Oportunidad fue diseñado por AGi Architects para la Expo 2020 en Dubái. La estructura fue concebida como una gran plaza, proporcionando continuidad al Distrito de la Oportunidad en el que se encuentra. El objetivo del Pabellón de la Oportunidad era crear un entorno atractivo e inspirador que subraye el compromiso de la Expo 2020 con la promoción de un mejor acceso a los recursos esenciales y la consecución de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU.
Los ingenieros de Eversendai desempeñaron un papel clave en el proyecto, centrándose específicamente en el diseño de la estructura de acero de la cubierta. La cubierta que flota a 32 metros sobre el suelo representa nubes que simbolizan los sueños que las personas aspiran a alcanzar. La plaza se sitúa en dos niveles, salvando la pendiente del terreno. La cubierta está compuesta por seis capas de acero superpuestas, que se transforman en función de la hora del día y la luz.
Desafíos de ingeniería
El diseño del Pabellón de la Oportunidad fue en sí mismo un enorme desafío debido a sus requisitos arquitectónicos. Múltiples sistemas de celosía entrelazados a través de varias capas, formando una intrincada estructura 3D con extensos voladizos que superan los 40 metros. Todo está soportado por unas pocas columnas.
El proyecto requería que el Pabellón de la Oportunidad se completara en cuatro meses, incluyendo el diseño detallado, la adquisición, la coordinación de interfaces, la fabricación y la construcción. Solo un mes fue dedicado a gestionar el complejo diseño estructural, incluyendo la verificación de más de 1.600 tipos de uniones únicas. Todas las juntas son realmente complejas, con alrededor de 10 elementos que se encuentran en varios ángulos en un punto. Las juntas compuestas por 18 elementos no eran una excepción. Cada nodo requería verificación normativa y optimización para garantizar la eficiencia del material sin comprometer la integridad estructural. Como la estructura no era permanente y fue desmontada, el diseño enfatizó el uso de perfiles muy delgados para minimizar el consumo de material.
\[ \textsf{\textit{\footnotesize{Example of a complex connection comprising of 17 members}}}\]
Soluciones y resultados
El borrador inicial de los sistemas de celosía se realizó en Tekla, con todos los elementos diseñados como elementos de sección hueca circular (CHS). Todas las juntas fueron diseñadas como soldadas para garantizar una estructura pura y unida y evitar cualquier unión visible. Debido al espesor mínimo, la verificación normativa de las tensiones en las paredes era esencial para la verificación. Los ingenieros de Eversendai decidieron utilizar la aplicación IDEA StatiCa Connection para comprender el comportamiento de las juntas, optimizarlas y verificar muchas combinaciones simultáneamente.
Además, el software les ayudó a realizar un análisis geométricamente no lineal (GMNA) y analizar las deformaciones locales de los elementos de sección hueca, sabiendo que las paredes extremadamente esbeltas con cargas puntuales pueden verse afectadas negativamente por las deformaciones locales que impactan en la estabilidad global de los elementos.
Durante el diseño, los ingenieros tuvieron que encontrar una solución que superara todas las verificaciones pertinentes y consumiera un mínimo de acero, pero también una solución que fuera rápida y fácil de fabricar. Normalmente, para este tipo de uniones, los ingenieros tienden a diseñar rigidizadores interiores, rigidizadores anulares o placas de unión, lo que no era posible en este caso. Para este proyecto con plazos ajustados, tuvieron que reducir estas operaciones al mínimo para ayudar al equipo de fabricación a entregar la estructura a tiempo.
Los ingenieros estructurales estuvieron en contacto constante con el equipo de fabricación para garantizar que su diseño también estuviera optimizado para un montaje rápido. Para agilizar el proceso de construcción, se desviaron de la práctica habitual de transportar secciones de 3 metros. En su lugar, preensamblaron piezas más grandes de hasta 5,5 metros en el taller de construcción, que luego se entregaron en la obra, reduciendo significativamente el tiempo de montaje en obra y acortando el cronograma general del proyecto.
Acerca de Eversendai
Las oficinas de ingeniería de Eversendai en India, los Emiratos Árabes Unidos y Qatar ofrecen servicios técnicos integrales y de diseño de extremo a extremo, desde el diseño conceptual hasta el diseño detallado, incluyendo la ingeniería para diversos tipos de estructuras por parte de ingenieros de diseño y delineantes altamente cualificados y experimentados. Gracias al contacto directo con el departamento de ingeniería de montaje de acero, la colaboración puede minimizar los malentendidos y las discrepancias. Los ingenieros estructurales pueden incorporar las restricciones del mundo real y los comentarios del equipo de montaje, lo que lleva a diseños que no solo son teóricamente sólidos, sino también viables y seguros durante el proceso de montaje. Esto conduce a proyectos más prácticos de implementar, evitando retrasos y cambios costosos. La fabricación del Pabellón de la Oportunidad en cuatro meses es un gran ejemplo de sus 40 años de experiencia.
Conclusión
El Pabellón de la Oportunidad se erige como un impresionante ejemplo de ingeniería moderna, equilibrando la ambición arquitectónica con los desafíos prácticos. A pesar de los plazos ajustados, el uso de herramientas avanzadas como IDEA StatiCa permitió un diseño eficiente y la verificación normativa de nodos complejos. La cooperación entre los ingenieros estructurales y el equipo de prefabricación les permitió encontrar la manera de entregar el proyecto a tiempo. La finalización del proyecto demostró no solo las capacidades técnicas de Eversendai Engineering, sino también su capacidad para cumplir en condiciones exigentes.
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