Caminos de carga alternativos

Un proyecto realizado por un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV), dirigido por José Miguel Adam, miembro del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (ICITECH-UPV), y apoyado por una beca Leonardo de la Fundación BBVA, contribuirá a reducir la vulnerabilidad de edificios críticos -hospitales, colegios, terminales de pasajeros...- ante eventos extremos como catástrofes naturales o ataques terroristas.

El sistema planteado se centra en las columnas de las esquinas, proponiendo para ellas nuevos métodos de diseño que redistribuyen las cargas soportadas en caso de evento extremo, evitando, de este modo, el colapso total del edificio.

Mayor robustez frente al colapso progresivo

El objetivo del proyecto es garantizar una mayor seguridad y robustez de los edificios (o partes significativas de los mismos) en caso de eventos extremos como desastres naturales (huracanes, tsunamis, riadas, terremotos...), accidentes (explosiones, impactos de vehículos...) y acciones como ataques terroristas y/o sabotajes.

Estos eventos provocan daños locales en la estructura generando el colapso progresivo, es decir, el proceso por el cual un daño local puede provocar una serie de fallos en cadena que lleven, finalmente, al colapso completo de un edificio, pudiendo generar graves pérdidas personales y materiales. Ello es, precisamente, lo que esta investigación UPV pretende evitar.

Técnicas de diseño para crear caminos de carga alternativos

"Se trata", en palabras del propio Adam, "de definir técnicas de diseño que permitan crear caminos de carga alternativos, de tal forma que, cuando una columna falla, su carga se redistribuya entre otros elementos del edificio. Los edificios tienen mecanismos resistentes que no se activan en situaciones normales, pero que pueden tener una gran importancia a la hora de soportar un evento extremo. Es en la posible activación de estos mecanismos donde se centra la mejora de la resistencia a colapso de los edificios".

Junto al profesor Adam, completan el equipo de investigadores de Elisa Bertolesi, Manuel Buitrago y Pedro Calderón, todos ellos integrantes del ICITECH-UPV. Además, el proyecto cuenta con la colaboración del investigador Juan Sagaseta, de la University of Surrey.

Primer edificio-probeta frente a eventos extremos

Como parte del proyecto, se ha construido el primer edificio-probeta a escala real en España resistente a eventos extremos. La construcción del mismo, y los ensayos realizados sobre él, han sido cofinanciados por la empresa Levantina, Ingeniería y Construcción - LIC.

Dicho edificio supone un avance significativo en el estudio de los fallos en las columnas de las esquinas, apenas investigados hasta la fecha, principalmente, porque los trabajos previos se realizaron considerado únicamente partes de edificios a escala y con ensayos en laboratorio.

El nuevo edificio-probeta incluye una serie de galgas extensométricas, sensores de última generación que permiten monitorizar la deformación dentro del hormigón, y captadores de desplazamiento y acelerómetros, tanto eléctricos como de fibra óptica. Además, se han utilizado también diferentes cámaras, tanto convencionales como de alta velocidad, para evaluar y visualizar la respuesta del edificio.

"Disponer de un edificio-probeta a la entera disposición del proyecto ha llevado a resultados muy fiables que, a su vez, van a contribuir a comprender mecanismos resistentes en edificios que hasta la fecha apenas habían sido analizados", destaca Adam.

La investigación se enmarca dentro del reto Sociedades Seguras del Horizonte2020. En concreto, pretende contribuir a la consecución del objetivo de "proteger y mejorar la resiliencia de las infraestructuras críticas, cadenas de suministro y los modos de transporte".