Durante mucho tiempo, ingenieros y arquitectos han especulado sobre la altura teórica que podría tener un rascacielos. Frank Lloyd Wright, considerado el mayor arquitecto estadounidense de todos los tiempos, diseñó la torre de 1 milla de altura (1.73 km), The Illinois. Esta torre se iba a construir en Chicago y tendría 528 pisos. Fue diseñado en 1956 y probablemente podría haberse construido en ese momento, pero a un gran costo.
Los materiales estructurales no son el principal factor limitante de la altura del edificio. Los edificios muy altos suelen ser sorprendentemente ligeros para su tamaño; después de todo, son en su mayoría espacios vacíos. El acero es lo suficientemente fuerte como para soportar estructuras de 6.2 millas (10 km) o más, mientras que los compuestos avanzados pueden soportar edificios que alcancen 62 millas (100 km) o más.
Las tres limitaciones principales en la altura de los rascacielos son el viento, los ascensores y el presupuesto.
Una tabla de altitud versus velocidad máxima del viento se parece a lo siguiente, para un día tranquilo en un área templada:
Altitud
Velocidad máxima del viento
2 km (1.24 mi)
Mph 22
4 km (2.28 mi)
Mph 56
6 km (4.52 mi)
Mph 90
8 km (4.97 mi)
Mph 134
10 km (6.21 mi)
Mph 179
12 km (7.46 mi)
Mph 200
Por encima de una altitud de aproximadamente 7.45 km (12 millas), el viento se calma. También vale la pena señalar que el aire se vuelve más delgado a medida que aumenta la altitud, disminuyendo ligeramente la carga de los vientos intensos. En la cima del monte. Everest, un poco menos de 5.5 millas (~ 9 km de altitud) de altura, el aire es cuatro veces más delgado que al nivel del mar.
Para contrarrestar la fuerza del viento en los rascacielos de más de 500 pies (195 m) de altura se requieren características de diseño especiales. Estos pueden incluir grandes contrapesos internos, hechos de metal o incluso tinas de agua, que se desplazan para redistribuir el peso hacia el centro del edificio. Los edificios que constan de múltiples tallos, como el Empire State Building en Nueva York y el Burj Khalifa en los Emiratos Árabes Unidos, también son buenos para disipar el viento.
Las mejoras en la capacidad de carga del hormigón han permitido recientemente el uso de esta sustancia rígida como material de construcción para edificios muy altos, ofreciendo lujos para amortiguar el viento que no están disponibles solo con acero. El hotel Ryugyong de Corea del Norte, aunque nunca se terminó, sería un ejemplo de la utilización del hormigón como material de construcción para este tipo de estructuras. Los problemas con el viento seguramente serán desafiantes, pero no irresolubles.
El factor de ascensor es otra limitación importante de la altura. Cuanto más alto es el edificio, más personas viven y trabajan allí, y más espacio en las plantas bajas debe usarse para ascensores. Este desafío se ha abordado mediante dos estrategias: el uso de ascensores de dos pisos y el uso de vestíbulos elevados como puntos intermedios para los viajeros en ascensores. Al utilizar vestíbulos elevados y ascensores locales para pequeñas secciones del edificio, una docena o más de ascensores podrían compartir un solo hueco, mejorando enormemente la eficiencia. Para edificios muy altos de más de 6,500 pies (2 km) de tamaño, es posible que sea necesario emplear ascensores de muchos niveles, como ascensores de 5 pisos. De lo contrario, toda la planta baja está dominada por ascensores.
La última limitación principal en el tamaño de los rascacielos es, por supuesto, el presupuesto. Burj Khalifa, el edificio más alto actual del mundo a una altura de 2,717 pies (828 m), costó alrededor de $ 4 mil millones de dólares estadounidenses (USD). Suponiendo que los costos escalen linealmente con el aumento de la altura (una suposición generosa), la construcción de una estructura de 6,500 pies (2 km) de altura podría costar $ 10 mil millones de dólares. Es probable que esto se acerque a los límites de lo que los desarrolladores estarían dispuestos a gastar en un solo proyecto, aunque solo el tiempo lo dirá.