Situaciones extremas como terremotos, inundaciones o ataques terroristas requieren edificios más resistentes. Estos eventos causan graves daños a las estructuras y pueden provocar que un edificio se derrumbe como un castillo de naipes. Para afrontar el reto de acabar con la vulnerabilidad y minimizar las pérdidas humanas y materiales, ciencia e ingeniería se han unido en un trabajo realizado por investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia. Los autores se han inspirado en el mundo animal e imitan la capacidad de los lagartos de desprenderse de la cola para escapar de los depredadores. “Liberamos una pieza para salvar 10”, explica José Adam, ingeniero y líder de la investigación. Publican sus resultados hoy en Naturalezael escaparate de la mejor ciencia mundial, que les dedica su portada en un hito histórico, al ser la primera vez que la revista destina ese espacio a la investigación en el campo del diseño y la construcción de edificación.
El equipo ha ideado un nuevo sistema de construcción que puede evitar el colapso de un edificio entero garantizando que, en caso de catástrofe, la falla se localice en la región dañada sin propagarse. El método está pensado para su aplicación en edificios críticos como hospitales, centros comerciales y terminales de autobuses, donde hay una gran concentración de personas. Además, esta técnica no aumenta los costes de construcción. El proyecto, denominado Endure, ha sido financiado por el Consejo Europeo de Investigación con una subvención Subvención de consolidación de más de 2,5 millones de euros. Inicialmente surgió gracias a una Beca Leonardo otorgada por la Fundación BBVA a Adam en 2017.
Cuando un edificio se ve afectado por condiciones climáticas severas o accidentes, la parte impactada provoca un efecto dominó que termina afectando al resto del edificio. Los diseños actuales intentan evitar que la falla se propague conectando la estructura para compensar el daño. Sin embargo, esta idea, aunque efectiva en una primera instancia, puede acabar provocando el colapso total de toda la estructura. Pero ¿y si hubiera una manera de detener las fichas de dominó? Ésta es la pregunta que se hicieron investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia.
Una oportunidad única para probar los resultados.
El equipo de científicos e ingenieros ha ideado un sistema de aislamiento de colapso basado en jerarquía, cuya clave reside en la implementación de fusibles estructurales, que permitan segmentar el edificio en caso de fallo. Según Adam, esta filosofía de diseño es similar a la protección de redes eléctricas mediante fusibles. Su técnica ha sido validada mediante una prueba en un edificio real, de 15 por 12 metros de planta y dos plantas de 2,6 metros de altura, utilizando prefabricados de hormigón armado. Es la primera solución de este tipo probada y verificada a escala completa.
Para ello, sometieron su edificio a dos fases de pruebas en junio de 2023. En la primera, eliminaron dos columnas que no estaban adyacentes entre sí al mismo tiempo. En la segunda fase quitaron una columna de la esquina que estaba entre las eliminadas en la primera fase. Esto inició un colapso en todas las áreas apoyadas directamente por las columnas faltantes, pero no en el resto del edificio. Es decir, lograron evitar que toda la estructura colapsara.
“Es como prepararse para los Juegos Olímpicos”, dice Adam sobre el ensayo. Compara así la larga etapa de preparación que requiere una única prueba que sólo dura unos instantes: “Son cuatro años de trabajo que se resumen en dos segundos. El derrumbe de un edificio dura sólo eso, dos segundos”, explica. El equipo podrá realizar dos pruebas más para comprobar su eficacia con otros materiales como hormigón y acero in situ.
Por tanto, el método ha demostrado ser eficaz para evitar colapsos completos. “Parece sencillo y lógico, pero supone dar un giro a las prácticas habituales en la construcción”, afirma Antoni Cladera, catedrático de Ingeniería de la Construcción de la Universitat de las Illes Balears, que no ha participado en la investigación y celebra los resultados de sus compañeros: “Hay investigaciones que no se ven tanto como otras, pero también ayudan a salvar vidas”, afirma.
Los desafíos por delante
Aunque celebra los logros de su equipo hasta el momento, Adam es consciente del largo camino que queda por recorrer. La técnica está lejos de implementarse, ya que la construcción es un sector altamente regulado y modificar las regulaciones es complejo. Cladera coincide: “Les espera mucho trabajo para convencer a investigadores y empresas constructoras”. Sin embargo, ambos ingenieros se muestran positivos pensando en el futuro y no descartan que el método pueda ir incluso más allá: “Seguramente el mismo principio se puede aplicar a otras estructuras, como por ejemplo los puentes. “Todos necesitamos y queremos sentirnos seguros”, reflexiona Cladera.
Ahora, siete años después del inicio del proyecto, continúa su desarrollo en el laboratorio de estructuras del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón de la UPV hasta 2026. La investigación supone un paso significativo hacia la construcción de edificios más seguros y la preservación de la humanidad. vive en situaciones extremas. Revista Naturaleza destaca que el enfoque hará que los edificios sean más resilientes y, por lo tanto, “cumple el objetivo principal de la ingeniería estructural, que es proteger la seguridad del público”.
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