El rascacielos máximo

Cualquiera que se haya interesado por los rascacielos se habrá preguntado lo siguiente, ¿cómo de grandes pueden llegar a ser en el futuro?, ¿dónde está el límite?

Pues bien, en esta entrada exploraré el máximo límite hipotético de altura, y los límites principales de la construcción de una gran estructura.

Vayamos a por los principales límites: los mayores límites son el costo, el dinero disponible y el área máxima de construcción permitida; así que olvidemos de los grandes rascacielos, de hecho se requiere una gran cantidad de dinero para construir uno pequeño de cientos de metros, pero son los límites más obvios, así que los obviaremos, me centraré ahora en los límites físicos.

Los principales límites físicos son los materiales del momento, la geología de la zona y el clima; límites que también obviaremos, bueno, solo el de los materiales del momento, pues buscamos la máxima altura hipotética, por lo que exploraremos también toda técnica y material teórico.

Entrando en el concepto de las ciudades encerradas en edificios: las arcologías.

Hemos dejado atrás los factores económicos, es hora de adentrarnos a un tipo de estructura muy cara, la arcología.

Una arcología es básicamente un edificio que contiene en su interior una ciudad completa, es una gigantesca estructura que combina arquitectura y ecología.
Existen varios conceptos: arcologías subterráneas, submarinas y terrestres (o tipo rascacielos), en esta entrada hablaré solo de las arcologías terrestres por ser las más adecuadas en este contexto.

El proyecto de arcología más conocido es el denominado "torre biónica" con 1.200 metros, del cual podéis escuchar algunas características en el siguiente vídeo:

Y aquí los enlaces hacía las dos partes que faltan:
https://www.youtube.com/watch?v=bPzO7lHRLNM
https://www.youtube.com/watch?v=LI8hWBhf5UI

Volviendo al tema, hay muchos más proyectos, como Hexahedron city, Ultima tower, etc.
Uno que es muy significativo es el denominado "Piramide de Shimizu" de 2.004 metros, hecho en parte por nanomateriales, esta estructura se describe en un documental de megaconstrucciones.

Y finalmente llegamos al proyecto de arcología más alto, el X-Seed 4000, con 4 kilómetros de altura y capacidad para un millón de habitantes.

¿Esto es todo?
No, aun nos falta muchos conceptos por recorrer, pero se podría decir que es el límite físico de los rascacielos de acero.

Cuando los rascacielos alcanzan la estratosfera: usando nanomateriales y globos.

A partir de los 4 kilómetros, el número de diseños de rascacielos baja súbitamente, esto es debido a que el acero tiene un límite de compresión y tensión, al igual que todos los demás materiales, a partir de este punto no volvemos a ver proyectos hasta que subimos a la estratosfera.

Unos de los pocos proyectos de tal altura que he encontrado ha sido el siguiente, con 30 kilómetros de altura, aunque en realidad es un diseño:
https://timeguide.wordpress.com/2013/02/22/super-tall-30km-carbon-structures-graphene-and-nanotube-mesh/

Aquí podéis encontrar una traducción al español, en mi otro blog.

Otro ejemplo que podría dar es el de la "red estratosférica de rascacielos", diseño propuesto en el concurso eVolo.

¿Porqué hay tan pocos proyectos de este tipo de estructura?
Sencillo, este tipo de estructuras no son viables actualmente, requieren el uso masivo de nanomateriales, lo obvio es que no se diseñen si no van a ser prácticos.

Entrando a la ionosfera: usando la presión electrostática para mantener edificios en pie.

A partir de la ionosfera, no he encontrado ningún diseño de estructura, tan solo conceptos y un método por el cual se podría construir rascacielos de gran altura sin el uso excesivo de nanomateriales: el uso de la presión electrostática.

Según el método que he encontrado, un rascacielos hueco podría construirse con composites de carbono/epoxy y materiales conductores, el principal problema es que si se hincha con aire la estructura colapsará, pues los composites no son suficientemente resistentes para aguantar las fuerzas de compresión por el propio peso con tal tamaño.

¿La solución? Hincharlo con electricidad.
Hay un fenómeno llamado presión electrostática, si en un objeto pasa mucha intensidad eléctrica o acumula mucha carga electrostática sufrirá una fuerza de expansión dentro de sí, presión.

El funcionamiento es sencillo, se hace pasar una corriente de extremadamente gran intensidad entre dos conductores, y en el centro se hace el vacío.
Una vez se genera la presión electrostática, la torre se mantiene en pie y no sufre compresión, sino tracción, además puede experimentar una ligera fuerza de empuje hacía arriba en caso de que la estructura pese menos que el aire circundante, como el concepto del que yo hablaba en mi anterior entrada:
Los dirigibles de vacío.

Este tipo de estructura sería capaz de llegar hasta los 120.000 kilómetros de altura, pero el principal problema es que consumiría una gran cantidad de energía, equivalente a la producción de decenas o centenas de centrales nucleares.

Para más información leed aquí:
http://laorillacosmica.blogspot.com.es/2008/09/torres-espaciales.html

Y finalmente llegamos al ascensor espacial.

Como seguramente sabréis, un ascensor espacial está compuesto por un cable o varios de nanotubos de carbono, sujetando un contrapeso a gran altura, este contrapeso está sometido a fuerzas centrífugas, por lo que le da a la estructura tensión en lugar de compresión, y la capacidad de estar en pie.

¿Se puede construir aun más alto?
Mala pregunta, la pregunta correcta es: ¿para qué construir más alto?