Materiales para la fabricación de un edificio ultrarresistente inspirado en el sistema de protección de los lagartos
Investigadores valencianos diseñan edificios a prueba de colapso basados en la cola de las lagartijas
El método permite aislar las partes dañadas de un edificio con el fin de evitar la propagación de grandes fallos a toda la construcción
Un equipo del Instituto ICITECH de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) ha publicado en Nature los últimos resultados de su «radical» propuesta para conseguir edificios ultrarresistentes, que sean capaces de aguantar situaciones extremas causadas por desastres naturales, explosiones, su propio envejecimiento, o un mantenimiento y conservación inadecuados. Esta propuesta añade al diseño de la estructura de los edificios una última línea de defensa para evitar colapsos catastróficos.
El nuevo método se inspira en cómo los lagartos se protegen de los depredadores al liberar sus colas cuando son atacados. Los sistemas de diseño actuales se basan en mejorar la conectividad entre los elementos de la estructura. En el caso de que algún componente falle, esta conectividad permite que las cargas que soportaban los materiales que fallan se redistribuyan al resto del sistema estructural.
Aunque estos métodos resultan eficaces en el caso de pequeños fallos iniciales, pueden aumentar el riesgo de colapso progresivo, conduciendo así a colapsos completos o de gran magnitud. Ejemplos de ello son los casos de las Champlain Towers y el derrumbe de un edificio en Peñíscola en 2021. Y esto es lo que evita la propuesta surgida del ICITECH de la UPV.
Sistema probado en un edificio real
«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. Con la aplicación del nuevo método de diseño se conseguirá prevenir colapsos catastróficos, protegiendo así vidas humanas y minimizando los costes materiales que supondría un colapso completo de la estructura», ha asegurado José Adam, coautor de la publicación con Nirvan Makoond, Andri Setiawan y Manuel Buitrago; todos ellos miembros del equipo de la UPV.
El secreto 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», sostiene 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.
Ensayo pionero a nivel mundial
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 avance de este nuevo método de diseño es uno de los resultados más destacados hasta el momento del proyecto Endure, financiado por el Consejo Europeo de Investigación con una ayuda Consolidator Grant de más de 2,5 millones de euros. Fue en el marco de este proyecto donde se llevó a cabo, en junio de 2023, 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 edificación. La investigación se lleva a cabo al 100% en la UPV, siendo los cuatro autores de la publicación investigadores también de la institución.
