Inspirados en la capacidad que tienen los lagartos de "aislar" un problema y de desprenderse de su cola para zafarse de los depredadores, un equipo de investigadores ha ideado un método de diseño de edificios que evitaría el colapso y el derrumbe de una construcción al aislar el fallo inicial y evitar su propagación por un efecto dominó.
El sistema, cuyo coste sería prácticamente nulo y que podría evitar catástrofes como las ocurridas en varios lugares del mundo, ha sido desarrollado por un equipo del Instituto Universitario de Investigación de Ciencia y Tecnología del Hormigón de la Universitat Politécnica de Valencia (UPV) y los resultados del trabajo, que se ha prolongado durante más de siete años, son hoy portada en la revista Nature.
Los investigadores plantean la construcción de edificios "ultrarresistentes", capaces de aguantar situaciones extremas causadas por desastres naturales (riadas, inundaciones o deslizamiento de laderas), explosiones, su propio envejecimiento o por un mantenimiento y conservación inadecuados, y han propuesto añadir al diseño de la estructura de los edificios una última "línea de defensa" que evitaría los colapsos catastróficos.
El ingeniero e investigador de la UPV José Miguel Adam ha explicado a EFE que la estrategia que han desarrollado se puede implementar utilizando técnicas y materiales que ya se utilizan habitualmente en la construcción (hormigón y acero), y ha precisado que se trata de controlar el orden de los fallos en el sistema estructural y de garantizar que los elementos críticos (las columnas) no fallen antes que las vigas, lo que permitiría limitar el fallo a solo una pequeña parte del edificio.
Catástrofes en Miami, Peñíscola o Irán
Los métodos que se utilizan en la actualidad resultan eficaces en el caso de pequeños fallos iniciales pero pueden aumentar el riesgo de colapso progresivo de un edificio tras fallos más grandes; algo que sucedió, por ejemplo, en las Champlain Towersde en Miami (Estados Unidos), en el derrumbe de un edificio en Peñíscola en 2021 o en la ciudad iraní de Abadan en 2022.
El nuevo sistema proporciona una solución para superar esa alarmante limitación y conseguir edificios más resilientes, capaces de aislar el colapso a la parte de la estructura que ha sufrido el fallo inicial, salvaguardando el resto del edificio, ha informado la Universidad en una nota de prensa difundida hoy, y ha subrayado que el método se ha verificado en un ensayo sobre un edificio a escala real.
La estrategia es similar a la que usan las redes eléctricas para protegerse frente a sobrecargas, ya que el edificio presentaría una continuidad estructural bajo unas condiciones normales de funcionamiento, pero se segmentaría cuando la propagación de un fallo fuera inevitable, lo que reduciría el alcance del colapso y evitaría el derrumbe, ha explicado el investigador Nirvan Makoond.
"La implementación del método repercutirá levemente, o incluso de forma despreciable, en el coste de la estructura, ya que utiliza detalles constructivos y materiales convencionales”, ha asegurado el científico Andri Setiawan, miembro del equipo.
El nuevo diseño de estos investigadores se podría aplicar a prácticamente cualquier edificio de nueva construcción, ya que su eficacia ha sido verificada y demostrada para edificios con estructura prefabricada de hormigón, y actualmente el equipo trabaja en la aplicación de la metodología a edificios ejecutados con hormigón in situ y a edificios con estructura de acero, ha precisado el ingeniero e investigador Manuel Buitrago.
José Miguel Adam, quien comenzó este proyecto -ahora financiado por el Consejo Europeo de Investigación con más de 2,5 millones de euros- hace siete años, ha observado que no han empleado ninguna técnica o material nuevos en la construcción, sólo hormigón y acero, por lo que el coste de la implementación de este sistema sería prácticamente nulo, y ha adelantado que trabajan ya en definir herramientas de diseño y cálculo para que un arquitecto o ingeniero pueda incorporar estos diseños en su trabajo cotidiano.
"Aunque el coste sea muy bajo, el beneficio esperado será muy alto, ya que al hacer un estudio coste-beneficio donde se analiza la probabilidad de fallo de un edificio y sus consecuencias (pérdidas humanas, económicas o medioambientales) el beneficio neto es muy elevado", ha manifestado a EFE Adam.
Y ha incidido en que se trata de una técnica "muy fácil de replicar" y que no requiere un cambio en los conocimientos y estudios de arquitectura ni de ingeniería.
El nuevo sistema que han ideado sólo se podría utilizar en obra nueva, aunque el equipo trabaja además en otra metodología para desarrollar una nueva forma de reforzar los edificios ya existentes utilizando vigas en la última planta, de las que "colgarían" los forjados en caso de que se produjeran fallos en las columnas y evitar así el derrumbe.
El método que hoy publica Nature, ha detallado José Miguel Adam, está especialmente indicado para edificios de baja y media altura y para construcciones "gigantes" con una gran superficie en planta (hospitales, centros comerciales o terminales de pasajeros), ya que puede evitar que colapse un área mucho mayor.
"Cuanta más extensión tenga un edificio en planta, mayores son los beneficios de esta nueva filosofía, ya que detendríamos la extensión de la propagación del fallo y la reduciríamos a una pequeña área del edificio", ha explicado el investigador.
José Miguel Adam ha detallado que las catástrofes naturales (las riadas, los deslizamientos de laderas, los terremotos o los fuertes vientos) u otros eventos extremos posibles (impactos, explosiones o ataques terroristas) "son cambiantes, y cualquier lugar y edificio del mundo puede ser vulnerable", y ha recordado que durante las últimas décadas se han registrado numerosos colapsos, también en países occidentales y desarrollados.
