Los métodos actuales de diseño de edificios se basan principalmente en mejorar la conectividad entre los componentes de la estructura. En caso de falla de un componente, esta conectividad permite que las cargas transportadas por los componentes fallidos se redistribuyan al resto del sistema estructural.
Si bien estos métodos son eficaces después de pequeñas fallas iniciales, pueden aumentar el riesgo de un colapso progresivo después de grandes fallas iniciales, lo que lleva a colapsos completos o a gran escala. Así ocurrió, por ejemplo, en el caso de Champlain Towers, durante el derrumbe de un edificio en Peñíscola en 2021 y en la ciudad iraní de Abadan en 2022. Estos son el tipo de incidentes que se evitan con una propuesta de actuación procedente del ICITECH-UPV (Universitat Politècnica de València). El trabajo se publica en la revista Nature.
“Nuestro novedoso método de diseño proporciona una solución para superar esta alarmante limitación y conseguir edificios más resilientes, capaces de aislar del desplome sólo la parte de la estructura que ha sufrido el fallo inicial y salvaguardando el resto del edificio”, afirma José M. Adam, coautor de la publicación junto a Nirvan Makoond, Andri Setiawan y Manuel Buitrago, los cuatro miembros de ICITECH-UPV.
“El nuevo método de diseño ha sido validado con una prueba en un edificio a escala real. Por lo tanto, es la primera solución contra la propagación del colapso en edificios después de grandes fallos iniciales que ha sido probada y verificada a escala real. La aplicación del nuevo método de diseño evitará colapsos catastróficos, protegiendo así vidas humanas y minimizando las pérdidas económicas”.
La segmentación basada en fusibles evita derrumbes catastróficos de edificios
El principio del método desarrollado por el equipo de la UPV radica en utilizar el concepto de fusible estructural, que permite aislar las partes dañadas de un edificio para evitar la propagación de fallos importantes por toda la construcción.
“Esta nueva filosofía es similar a proteger un sistema eléctrico contra sobrecargas conectando diferentes componentes de la red a través de fusibles eléctricos. Con nuestros diseños, el edificio tiene continuidad estructural en condiciones normales de operación pero se segmenta cuando la propagación de fallas es inevitable, reduciendo así el alcance de daños y evitar el colapso total”, afirma Makoond.
“La implementación de este método sólo tendrá un impacto mínimo o incluso insignificante en el coste de la estructura, ya que utiliza detalles y materiales de construcción convencionales”, afirma Setiawan.
En su estado actual de desarrollo, el nuevo enfoque de diseño de los investigadores se puede aplicar prácticamente a cualquier edificio nuevo. “Su eficacia ha sido verificada y demostrada para una muestra de edificio a escala real hecha de prefabricados de hormigón. Actualmente estamos trabajando en extender la metodología a edificios construidos con hormigón y acero in situ”, concluye Buitrago.
El desarrollo de este nuevo método de diseño es uno de los resultados más destacados hasta la fecha del proyecto Endure. Precisamente en el marco de este proyecto se realizó una primera prueba mundial en junio de 2023 para validar su rendimiento. Las pruebas se realizaron sobre un edificio completo a escala real, en el que se aisló un gran fallo inicial en la estructura en una parte del edificio, impidiendo su propagación a toda la estructura. Cabe destacar que el 100% de la investigación se realizó en la UPV, siendo los cuatro autores de la publicación también investigadores de la UPV.
Fuente: Tech Xplore.
