Aeropuerto Internacional Daxing De Beijing El ojo de Fénix: La terminal más grande del Mundo

Este artículo está basado en la conferencia “Beijing Daxing Airport - El ojo de Fénix: La terminal más grande del Mundo” del ingeniero Zhang Jinxun, de la empresa Beijing Urban Construction Group de China, durante la RC 4.0 Reunión del Concreto Virtual. Agradecemos al Dr. Xu Ming, Vicepresidente de SANY, su colaboración en la gestión de esta conferencia.

El Aeropuerto Internacional Daxing es el segundo que se construye en Beijing, capital de China, y es en la actualidad el aeropuerto más grande del mundo.

FLICKR – BING WALLPAPER

El Aeropuerto Internacional Daxing de Beijing, con su forma de estrella de mar es, en la actualidad, el más grande del mundo. Para The Guardian, del Reino Unido, es la primera de las siete nuevas maravillas del mundo, una obra maestra sin precedentes en la aplicación del concreto. Fue construido en tan solo 45 meses como una muestra más de la “velocidad china” que impera en el planeta. La terminal cubre 880 m de norte a sur y 500 m de este a oeste, un área total de 440.000 m2 equivalente a 63 plazas de Tiananmén. En 2050, el aeropuerto podrá atender a 1.300 millones de pasajeros por año.

Generalidades del proyecto

La primera fase de la construcción del Aeropuerto Internacional Daxing de Beijing fue una terminal centralizada para satisfacer el flujo anual de 45 millones de pasajeros y la demanda de capacidad de 12.600 viajeros/hora que entran y salen del aeropuerto durante las horas pico. Las condiciones de construcción civil de conexión del vestíbulo del lado aéreo tales como tráfico anual de pasajeros y el espacio de extensión de las instalaciones dentro de la terminal están garantizadas. A corto plazo se expandirá la terminal satélite del lado sur para atender una demanda de 72 millones de pasajeros por año y la capacidad de entrada/salida de 19.500 personas/hora en hora pico. A largo plazo se planea construir una nueva terminal en el extremo sur de la actual para alcanzar una capacidad anual cercana a 100 millones de pasajeros.

La capacidad actual de la terminal del nuevo aeropuerto de Pekín es de 45 millones de personas. Para hacer frente a este desafío de diseño, el primer paso fue

definir la forma estructural de la terminal: se optó por una disposición radial centralizada con cinco entradas del lado aéreo, que albergan 79 puertas de embarque. La característica principal de esta disposición es que, del lado aéreo, el vestíbulo es corto y la superficie de extensión de la zona de operaciones es grande. Después de los controles de seguridad, los pasajeros solo necesitan caminar unos 600 m desde el centro de la terminal hasta la puerta de embarque más lejana, es decir, menos de ocho minutos: una eficiencia mejor que la de otros aeropuertos de escala similar en el mundo.

Se adoptó la configuración de dos pisos para las funciones básicas de salida en la planta superior y dos pisos para la llegada en la inferior. Hay, además, un viaducto de salida de dos niveles.

El área de construcción de la zona central es de 600.000 m2, con dos niveles subterráneos y cinco sobre el nivel del suelo. En el sótano 2 se encuentra la zona de ferrocarriles y el sótano 1 es principalmente una zona de transferencia para el tránsito ferroviario de pasajeros. Los pisos 1 a 5 prestan los diferentes servicios, incluyendo los recintos de bienvenida, chequeo, inspección de seguridad, defensa fronteriza, reclamo de equipaje y espera de vuelos, entre otros.

En el sótano 1 se establece una zona de conexión de entrada y salida de la estación ferroviaria, que conecta con dos líneas interurbanas y tres de metro urbano. En el sótano 2 se adopta la disposición de 8 trenes y 16 líneas, una escala equivalente a la actual estación ferroviaria de Pekín.

La terminal está compuesta por una estructura de concreto y la cubierta por una estructura de acero y vidrio.

La estructura de concreto abarca los dos sótanos y los cinco pisos de superestructura:

ESPACIO Sótano 2

Sótano 1

Piso 1

Piso 2

Piso 3

Piso 4

Piso 5 AREA (m2) 100.000

137.000

160.000

120.000

88.000

50.000

8.000 ESPESOR DE LOSA DE CONCRETO (m)

2,5 0,2 – 0,5 – 1,5 0,2 – 0,35 0,15 0,15 0,15 0,15

Tecnologías de construcción

Para construir esta megaestructura se creó un sofisticado sistema de gestión y se aplicó tecnología de modelado de información (BIM). Para el pozo de desagüe se trasladó a la periferia el pozo de sedimentación, formando una envolvente. Con el objeto de controlar el nivel de agua subterránea, se instaló un pozo de drenaje en el área de la pista, para desaguar el pozo de sedimentación y retener el agua subterránea. Así, se penetra el acuífero y se adopta el “método de lechada”, formando una cortina de agua.

El área de la pista se dividió en nueve secciones de obra. Para la construcción en paralelo en múltiples zonas –y a fin de realizar una organización efectiva en el sitio y garantizar el transporte de materiales– se emplearon más de 30 perforadoras rotativas, máquinas de izaje y camiones mezcladores de concreto.

Para el grupo de pilotes extragrandes se adoptó la tecnología de construcción rápida, sobre la base de la tecnología de posicionamiento rápido en tiempo real (RTK). De este modo, bastan solo dos segundos para alcanzar un posicionamiento a nivel de centímetros.

La tecnología de alta eficiencia para la excavación de pilotes, incluyendo los polímeros de protección, resuelve los problemas de sedimento excesivo del fondo.

Con base en la prueba de carga estática, el refuerzo de la cabeza del pilote y la construcción integral del cuerpo del pilote reducen los procesos de descabece y los refuerzos necesarios, acelerando el proceso constructivo.

La construcción de la estructura se dividió en diez áreas, cada una compuesta por dos o tres zonas de operación. A su vez, cada zona de operación se dividió en secciones de flujo de construcción, para un total de 72 flujos de construcción.

Las etapas principales de la construcción de la placa inferior fueron: capa de impermeabilización, instalación de varillas de acero de refuerzo y vaciado de concreto. Por su parte, los procesos básicos de la construcción de estructuras verticales fueron: instalación de varillas de acero de refuerzo, colocación del encofrado y vaciado del concreto. Para la placa de techo, el proceso constructivo incluyó la instalación del encofrado, instalación de las barras de acero de refuerzo y vaciado del concreto. Todas las etapas tuvieron tres procesos principales.

Dependiendo de la cantidad de procesos principales, se determinaron las secciones de flujo de construcción. Tres secciones de flujo de construcción formaron una zona de operación pequeña, y cada zona de operación de construyó de forma independiente y en paralelo, a fin de asegurar el cumplimiento del cronograma de la obra.

Para satisfacer la instalación de los componentes de acero en la estructura subterránea de concreto reforzado del sótano 2, durante la construcción de la placa inferior de cimen-

tación se vertió primero la torta inferior. Se ejecutó secuencialmente desde el centro hacia ambos extremos (norte y sur). Durante las obras, y a fin de satisfacer las necesidades de transporte de barras de acero y vaciado de concreto, se escogió una parte de la sección que no tuviera estructura de concreto, y con acero perfilado se construyó una vía temporal de circulación, conservando el nivel del suelo base (-18 m), para formar el centro operativo hacia los extremos norte y sur. Para el tránsito holgado de vehículos, el ancho de la vía de circulación fue de 15 m, con superficie de rodadura de placas de acero de 25 mm de espesor, conectadas con barras de acero.

Los camiones mezcladores de concreto y las autobombas se condujeron directamente a los frentes de operación para realizar los respectivos vaciados. Los camiones que transportaban las barras de acero y los encofrados entraron directamente al foso de cimentación, desde donde se izaban los materiales al frente de operación.

Se estableció una junta inducida para mitigar la fisuración por contracción del concreto. Adicionalmente se colocaron barras de acero para evitar las fisuras, así como acero pretensado para impedir las fisuras por esfuerzos por temperatura. Se mejoró la relación agua/material cementante y se utilizó cemento de bajo calor de hidratación.

Para el control de fisuras del concreto masivo de las paredes exteriores e interiores y para el panel inferior se monitorearon los esfuerzos por temperatura en el concreto.

Bajo los efectos de contracción por temperatura, contracción por secado, restricción y carga del concreto, el estado final de compresión y tensión de la estructura de concreto masivo fue de superposición, es decir, cuanto mayor fue el efecto inicial de expansión y compresión preexistentes, mejor fue la capacidad de equilibrar los eventuales efectos de tracción que aparecieran posteriormente.

Las anteriores, sumadas a una relación adecuada de agua/material cementante y a agentes de expansión, fueron medidas efectivas para prevenir el agrietamiento. El agente de expansión puede retrasar el tiempo de generación del valor pico de temperatura, rebajando eficazmente la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior de la masa de concreto, y reduciendo su velocidad de enfriamiento.

El efecto de empotramiento del suelo puede causar grietas en el concreto de la torta inferior. Por esto, durante el vaciado de la losa de cimentación se puede considerar la adición del agente expansivo en el concreto para dicha porción, para lograr una deformación uniforme. Aislamiento sísmico

Se adoptó la tecnología de aislamiento sísmico. En total se instalaron 1.152 almohadillas de neopreno para reducir las vibraciones que producen los trenes de alta velocidad. Se desarrolló un conjunto de soporte de aislamiento sísmico de alta eficiencia, de diámetro grande (1,5 m) y alta deformación, y un soporte del patín de aislamiento de 3,0 m de diámetro. Además, se emplearon amortiguadores viscosos.

Compensación de desplazamiento de tuberías

Se inventó la tecnología de compensación de desplazamiento para las tuberías en los entrepisos cuya capacidad de deformación no sobrepasa los 600 mm. Se aplicó un conjunto de diseños y metodologías para generar una capa de aislamiento sísmico entre dos pisos consecutivos, a través de la cual cruzan los ductos de líquidos, de instalaciones mecánicas y eléctricas, de ventilación, así como para cableado mecánico y eléctrico.

Para unir las tuberías se emplearon compensadores angulares, longitudinales y conexiones flexibles que permiten, de ser el caso, el desplazamiento de la tubería sin que el sistema colapse.

Tecnología de transporte de materiales

En el interior de la estructura, específicamente en sentido este-oeste, se construyeron dos caballetes de acero de 1.100 m de longitud y se desarrolló, de manera independiente, un vehículo de transporte a control remoto para el transporte pesado de materiales, el cual, coordinado con las 27 torre grúas en la obra, permitía el desplazamiento tanto horizontal como vertical de varillas de refuerzo, encofrados, aisladores sísmicos, estructura de acero, etc. Esto resolvió las dificultades de transporte de materiales y aumentó la eficiencia en la obra.

Con base en las diferencias de radiación solar, se estableció un modelo de distribución en campo de la temperatura de la estructura de concreto, a fin de simplificar la distribución de campos de temperatura. La distribución comprendió zonas de luz solar directa, interior, luz solar directa parcial, zona de transición este y zona de transición oeste.

Además, se diferenciaron los factores clave que afectan la deformación de la estructura de concreto durante la construcción, a fin de reducir al mínimo la deformación de las losas para controlar la deformación de los soportes, y, en caso de presentarse, controlarlas efectivamente.

Al terminar la obra se obtuvieron estructuras de concreto sin fisuras por temperatura o por contracción. Durante el tiempo de construcción se realizó un control efectivo de la deformación de los soportes de aislamiento sísmico, obteniendo un valor máximo de 39 mm.

Conclusiones

Interior del Aeropuerto Internacional Daxing en Beijing.

FLICKR – #PHOTOBYTHOMAS

El Aeropuerto Internacional Daxing de Beijing, como un fénix dorado en vuelo, está demostrando a la industria global del concreto la tecnología de punta en la construcción de concreto y reiterando la nueva imagen de China.