El colapso catastrófico de un edificio puede tener muchas causas, pero el resultado siempre suele ser el mismo: se pierden vidas humanas y se produce la destrucción de infraestructuras que pueden tener un efecto dramático en una comunidad. Ahora, un equipo de ingenieros españoles de la Universidad Politécnica de Valencia han desarrollado un nuevo método de construcción que evita que la estructura de los edificios colapse ante un evento que, posiblemente, pueda provocar su cataclismo. El innovador diseño ha sido publicado en la revista Nature. (Esta es la primera ocasión en que esta revista científica publica un artículo de investigación enfocado en el diseño y la construcción de edificios).
Los métodos actuales de diseño de edificios se basan principalmente en mejorar la conectividad entre los componentes de la estructura. Así, el sistema redistribuye el peso ante pequeños fallos de estructura del edificio. Sin embargo, este método puede provocar, con el paso del tiempo, que toda la estructura se venga abajo, como el condominio Champlain Towers de Miami o el derrumbe de un edificio en Peñíscola en 2021. Y es que, en determinadas circunstancias, esta interconexión puede ser la ruina de un edificio.
Todo esto se puede evitar con la propuesta de Instituto Universitario de Investigación de Ciencia y Tecnología de la Universidad Politécnica de Valencia ( ICITECH-UPV):
"Nuestro novedoso método de diseño proporciona una solución para superar esta alarmante limitación y conseguir edificios más resilientes, capaces de aislar un desplome sólo en la parte de la estructura que ha sufrido el fallo inicial y salvaguardando el resto del edificio", afirma José M. Adam, coautor del estudio junto a Nirvan Makoond, Andri Setiawan y Manuel Buitrago, todos ellos miembros de ICITECH-UPV.
¿Cómo funciona el nuevo diseño?
El nuevo método denominado “aislamiento del derrumbe basado en jerarquías”, se inspira en cómo las lagartijas se protegen de los depredadores al liberar sus colas cuando son atacados. La clave reside en usar el concepto de fusible estructural, que permite aislar las partes dañadas de un edificio, con el fin de evitar la propagación de grandes fallos a toda la construcción. Es, básicamente, un sacrificio táctico.
“Esta nueva filosofía es parecida a la forma en que las redes eléctricas se protegen frente a sobrecargas, al conectar diferentes segmentos de la red mediante fusibles eléctricos. Con nuestros diseños, el edificio presenta continuidad estructural bajo condiciones normales de funcionamiento, pero se segmenta cuando la propagación de un fallo es inevitable, reduciendo así el alcance del colapso y evitando el derrumbe total”, apunta Nirvan Makoond.
Así, con este sistema se generaría una fractura controlada en secciones específicas del edificio a lo largo de bordes predeterminados. Esto evitaría que el fallo inicial se propague a toda la estructura, facilitando así el rescate de los ocupantes. Todo con una solución, casi de coste cero para edificios de nueva construcción.
"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", aclara Andri Setiawan.
Y, según comentan los investigadores españoles, en su estado actual de desarrollo, el nuevo enfoque de diseño se puede aplicar prácticamente a cualquier edificio de nueva construcción. “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 proyecto, que surgió de una Beca Leonardo que en 2017 otorgó la Fundación BBVA a José M. Adam permitirá levantar edificios más seguros y salvar vidas humanas. Ya ha sido validado en un ensayo pionero a nivel mundial al formar parte de uno de los resultados más destacados hasta la fecha del proyecto Endure, financiado por el European Research Council. Tal y como comentan los investigadores, las pruebas se hicieron con un edificio completo, a escala real, en el que un gran fallo inicial en la estructura se aisló en una parte del edificio, evitando su propagación a toda la estructura.
Las simulaciones son increíblemente precisas:
Referencias:
- Makoond, N., Setiawan, A., Buitrago, M. et al. Arresting failure propagation in buildings through collapse isolation. Nature 629, 592–596 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07268-5
- Abdelwahed, B. (2019). A review on building progressive collapse, survey and discussion. Case Studies in Construction Materials, 11. https://doi.org/10.1016/J.CSCM.2019.E00264.
- Alaneme, G., Ezeokpube, G., & Mbadike, E. (2020). Failure Analysis of a Partially Collapsed Building using Analytical Hierarchical Process. Journal of Failure Analysis and Prevention, 21, 160-171. https://doi.org/10.1007/s11668-020-01040-3.Alaneme, G., Ezeokpube, G., & Mbadike, E. (2020). Failure Analysis of a Partially Collapsed Building using Analytical Hierarchical Process. Journal of Failure Analysis and Prevention. https://doi.org/10.22115/RER.2020.227214.1024.
