Esta propuesta añade al diseño de la estructura de los edificios una última línea de defensa para evitar colapsos catastróficos y el nuevo método se inspira en cómo los lagartos se protegen de los depredadores al liberar sus colas cuando son atacados.
La prestigiosa revista científica 'Nature' ha publicado el trabajo del equipo del Instituto Icitech de la UPV en la portada de su número de hoy. Además, es la primera vez que la revista publica un artículo de investigación en el campo del diseño y construcción de edificios.
Desde la institución académica explican que los métodos de diseño actuales se basan en mejorar la conectividad entre los componentes de la estructura. En el caso de que algún componente falle, esta conectividad permite que las cargas que soportaban los componentes que fallan se redistribuyan al resto del sistema estructural.
Aunque estas fórmulas resultan eficaces en el caso de pequeños fallos iniciales, pueden aumentar el riesgo de colapso progresivo tras grandes fallos iniciales, conduciendo así a colapsos completos o de gran magnitud.
Así sucedió, por ejemplo, en las Champlain Towers y en el
derrumbe de un edificio en Peñíscola en 2021, o en la ciudad iraní de
Abadan en 2022. Y esto es lo que evita la propuesta surgida del Icitech
de la UPV.
"Nuestro novedoso método de diseño proporciona una
solución para superar esta alarmante limitación y conseguir edificios
más resilientes, capaces de aislar el colapso a solo la parte de la
estructura que ha sufrido el fallo inicial, y salvaguardar el resto del
edificio. El nuevo método de diseño ha sido verificado con un ensayo
sobre un edificio real. Por tanto, se trata de la primera solución
contra la propagación de colapsos en edificios tras grandes fallos
iniciales que ha sido probado y verificado a escala real", destaca José
M. Adam, coautor de la publicación con Nirvan Makoond, Andri Setiawan y
Manuel Buitrago; todos ellos miembros del Icitech de la UPV.
"Con la aplicación del nuevo método de diseño --añade-- se conseguirá
prevenir colapsos catastróficos, protegiendo así vidas humanas y
minimizando los costes materiales que supondría un colapso completo de
la estructura".
La
clave del método ideado por el equipo de la UPV 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.
"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.
"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", señala Andri Setiawan.
En su estado de desarrollo actual, el nuevo diseño de estos
investigadores se puede aplicar a prácticamente cualquier edificio de
nueva construcción. "Su eficacia ha sido verificada y demostrada para
edificios con estructura prefabricada de hormigón. Actualmente
trabajamos en la aplicación de la metodología a edificios ejecutados con
hormigón in situ y a edificios con estructura de acero", concluye
Manuel Buitrago.
El desarrollo de este nuevo método de diseño
es uno de los resultados más destacados hasta la fecha del proyecto
Endure, financiado por el European Research Council - ERC (Consejo
Europeo de Investigación) con una ayuda Consolidator Grant de más de 2,5
millones de euros. Fue precisamente en el marco de este proyecto donde
se llevó a cabo, en junio del año pasado, un ensayo pionero a nivel
mundial que permitió validar sus prestaciones.
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. Cabe resaltar que la
investigación se lleva a cabo al 100% en la UPV, siendo los cuatro
autores de la publicación investigadores también de la UPV.
El germen de este proyecto surgió de una Beca Leonardo que en 2017
otorgó la Fundación BBVA a José M. Adam. Ahora, siete años más tarde, el
investigador del ICITECH - UPV continua con este proyecto
revolucionario, de la mano del Consejo Europeo de Investigación, que
permitirá levantar edificios más seguros y salvar vidas humanas.
Endure se desarrollará hasta 2026 en el laboratorio de estructuras
del ICITECH de la Universitat Politècnica de València, uno de los
mayores de Europa para el ensayo de grandes elementos estructurales.
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