Evitar el colapso total de un edificio

Los resultados de una investigación reciente, incluyendo un experimento pionero en el cual se ha conseguido evitar el colapso total de un edificio-probeta en riesgo extremo de derrumbe, constituyen un paso clave hacia los edificios ultrarresistentes.

La labor la ha realizado un equipo del Instituto ICITECH de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) en España. El experimento es el primer ensayo del proyecto europeo Endure, que financia el Consejo Europeo de Investigación (ERC por sus siglas en inglés). Su objetivo es evitar el colapso total de los edificios cuando se ven sometidos a situaciones extremas causadas por desastres naturales (riadas, inundaciones, deslizamiento de laderas…), explosiones, su propio envejecimiento, o un mantenimiento y conservación inadecuados.

En el ensayo, que tuvo lugar en las instalaciones de la empresa valenciana LIC, han simulado un evento extremo en un edificio probeta a escala real, que han construido en los últimos dos años. Y lo han sometido además a una carga extrema, incrementando así el nivel de riesgo de colapso del edificio. Y a pesar de ello, no ha habido un colapso total.

“Ante una situación extrema, como la que hemos provocado, el edificio hubiera caído en su totalidad, pero gracias a la tecnología desarrollada por nuestro equipo, en el marco de Endure y otros proyectos, evitamos que esto suceda: el evento extremo afecta a tres columnas del edificio, pero después logramos parar el efecto dominó que, en condiciones normales, sin nuestra investigación, sería irremediable”, ha explicado Manuel Buitrago, investigador del Instituto ICITECH y coordinador del ensayo.

Durante la presentación del ensayo, los investigadores de la UPV explicaron que, en el atentado de Oklahoma de 1995, el edificio federal Alfred P. Murrah se vino abajo porque una columna falló debido a la presión generada por una explosión; y que, en 2021, en el derrumbe de las Torres Champlain de Miami, falló también una columna provocando un colapso progresivo. “Con nuestra tecnología, se podría haber evitado el derrumbe completo en los dos casos”, ha destacado José M. Adam, investigador también del ICITECH de la UPV.

Un momento del experimento final. (Foto: Vicente Lara Saez, ACOM UPV)

Unos “fusibles”, los grandes aliados

La clave de Endure reside en una propuesta “radical” para el diseño de los edificios, basada en segmentarlos y unir las diferentes partes con fusibles estructurales, con el fin de evitar la propagación de fallos por toda la construcción.

“Esta nueva filosofía es similar a como las redes eléctricas se protegen frente a sobrecargas, al conectar diferentes segmentos de la red mediante fusibles eléctricos. En este caso, los fusibles estructurales evitan el colapso progresivo de un edificio ante una amenaza externa como puede ser una explosión, colisiones contra su estructura, etcétera: con ellos aguanta un fallo local sin colapsar, tal y como exige la normativa, pero vamos más allá, de manera que cuando hay un fallo a gran escala, evitamos el colapso completo”, ha remarcado María Luz Gerbaudo, investigadora también del ICITECH de la UPV.

El edificio-probeta, de 15 x 12 metros en planta y dos alturas, ha sido monitorizado con sensores de última generación, en concreto: galgas extensométricas para monitorizar la deformación dentro del hormigón; y captadores de desplazamiento y acelerómetros, tanto eléctricos como de fibra óptica. Además, se han utilizado también diferentes cámaras, tanto convencionales como de alta velocidad, para evaluar y visualizar la respuesta del edificio. Todo ello conectado con más de 3000 metros de cable.

“Los datos obtenidos sirven para saber cómo se puede parar un fallo en la estructura y para hacer centenares de simulaciones en otras situaciones. Con este proyecto estamos aportando una nueva línea de defensa para la ingeniería civil y la arquitectura, con el fin de conseguir edificios cada vez más resistentes a situaciones extremas.

El edificio 100% resistente es una quimera, pero la tecnología Endure puede contribuir a que estos sean cada vez más robustos, minimizando así las consecuencias derivadas del derrumbe de un edificio”, apunta Lorenzo Marín, investigador también del Instituto ICITECH.

A partir de un proyecto financiado por la Fundación BBVA

Endure se desarrollará hasta 2026 en el laboratorio de estructuras del ICITECH de la UPV, uno de los mayores de Europa para el ensayo de grandes elementos estructurales.  (Fuente: UPV)