La estrategia de la lagartija inspira un sistema para construir edificios a prueba de colapso

Las situaciones extremas como los terremotos, las inundaciones o los ataques terroristas requieren edificios m¨¢s resistentes. Estos eventos causan graves da?os en las estructuras y pueden provocar que un edificio se derrumbe como un castillo de naipes. Para hacer frente al desaf¨ªo de acabar con la vulnerabilidad y minimizar las p¨¦rdidas humanas y materiales, la ciencia y la ingenier¨ªa se han unido en un trabajo realizado por investigadores de la Universidad Polit¨¦cnica de Valencia. Los autores han buscado inspiraci¨®n en el mundo animal e imitan la capacidad de las lagartijas de desprenderse de sus colas para escapar de depredadores. ¡°Soltamos una parte para salvar 10¡å, explica Jos¨¦ Adam, ingeniero y l¨ªder de la investigaci¨®n. Publican hoy sus resultados en Nature, el escaparate de la mejor ciencia mundial, que les dedica su portada en un hito hist¨®rico, pues se trata de la primera vez que la revista destina ese espacio a la investigaci¨®n en el campo del dise?o y construcci¨®n de edificios.

El equipo ha ideado un nuevo sistema de construcci¨®n que puede prevenir el colapso de un edificio entero al garantizar que, en caso de cat¨¢strofe, el fallo se localice en la regi¨®n da?ada sin propagarse. El m¨¦todo est¨¢ pensado para su aplicaci¨®n en edificios cr¨ªticos como hospitales, centros comerciales y terminales de autobuses, donde hay una gran concentraci¨®n de personas. Adem¨¢s, esta t¨¦cnica no aumenta los costes de construcci¨®n. El proyecto, llamado Endure, ha sido financiado por el Consejo Europeo de Investigaci¨®n con una ayuda Consolidator Grant de m¨¢s de 2,5 millones de euros. Inicialmente, surgi¨® gracias a una Beca Leonardo otorgada por la Fundaci¨®n BBVA a Adam en 2017.

Cuando un edificio es afectado por condiciones clim¨¢ticas severas o accidentes, la parte impactada provoca un efecto domin¨® que termina por afectar al resto del edificio. Los dise?os actuales intentan prevenir que el fallo se propague conectando la estructura para compensar los da?os. Sin embargo, esta idea, aunque resulte efectiva en primera instancia, puede acabar haciendo que toda la estructura se derrumbe por completo. Pero, ?qu¨¦ pasar¨ªa si hubiera alguna manera de parar las fichas del domin¨®? Esta es la pregunta que se hicieron los investigadores de la Universidad Polit¨¦cnica de Valencia.

Una oportunidad ¨²nica de probar los resultados

El equipo de cient¨ªficos e ingenieros ha ideado un sistema de aislamiento de colapso basado en jerarqu¨ªa, cuya clave reside en la implementaci¨®n de fusibles estructurales, que permiten segmentar el edificio en caso de fallo. Seg¨²n Adam, esta filosof¨ªa de dise?o se asemeja a la protecci¨®n de las redes el¨¦ctricas mediante fusibles. Su t¨¦cnica ha sido validada mediante un ensayo sobre un edificio real ¡ªde 15 por 12 metros de planta, con dos pisos de 2,6 metros de altura¡ª, utilizando hormig¨®n armado prefabricado. Es la primera soluci¨®n de este tipo probada y verificada a escala real.

Para hacerlo, sometieron su edificio a dos fases de pruebas en junio de 2023. En la primera, retiraron al mismo tiempo dos columnas que no estaban adyacentes entre s¨ª. En la segunda fase, retiraron una columna de esquina que estaba entre las retiradas en la primera fase. Esto inici¨® un colapso en todas las ¨¢reas soportadas directamente por las columnas que faltaban, pero no en el resto del edificio. Es decir, evitaron con ¨¦xito que la totalidad de la estructura se derrumbara.

¡°Es como prepararte para los Juegos Ol¨ªmpicos¡±, expresa Adam respecto al ensayo. Compara as¨ª la larga etapa de preparaci¨®n que se requiere para una ¨²nica prueba que apenas dura unos instantes: ¡°Son cuatro a?os de trabajo que se resumen en dos segundos. El colapso de un edificio dura solo eso, dos segundos¡±, explica. El equipo podr¨¢ realizar dos ensayos m¨¢s para probar su efectividad con otros materiales como el hormig¨®n in situ y el acero.

As¨ª, el m¨¦todo ha demostrado su efectividad para prevenir colapsos completos. ¡°Parece sencillo y l¨®gico, pero es darle la vuelta a las pr¨¢cticas habituales en la construcci¨®n¡±, comenta Antoni Cladera, catedr¨¢tico de Ingenier¨ªa de la Construcci¨®n en la Universidad de las Islas Baleares, quien no ha participado en la investigaci¨®n y celebra los resultados de sus colegas: ¡°Hay investigaciones que no se ven tanto como otras, pero tambi¨¦n ayudan a salvar vidas¡±, expresa.

Los retos a futuro

Aunque celebra los logros alcanzados hasta ahora por su equipo, Adam es consciente del largo camino por recorrer. La t¨¦cnica est¨¢ lejos de ser implementada, pues el de la construcci¨®n es un sector muy regulado y modificar las normativas es complejo. Cladera coincide: ¡°Les espera mucho trabajo para convencer a investigadores y constructoras¡±. Sin embargo, ambos ingenieros se mantienen positivos pensando a futuro y no descartan que el m¨¦todo pueda incluso ir m¨¢s all¨¢: ¡°Seguro que el mismo principio se puede aplicar a otras estructuras como puentes. Todos necesitamos y queremos sentirnos seguros¡±, reflexiona Cladera.

Ahora, siete a?os m¨¢s tarde del inicio del proyecto, este contin¨²a en desarrollo en el laboratorio de estructuras del Instituto de Ciencia y Tecnolog¨ªa del Hormig¨®n de la UPV hasta 2026. La investigaci¨®n representa un paso significativo hacia la construcci¨®n de edificios m¨¢s seguros y la preservaci¨®n de vidas humanas en situaciones extremas. La revista Nature destaca que el enfoque har¨¢ que los edificios sean m¨¢s resilientes y, por lo tanto, ¡°cumple el objetivo principal de la ingenier¨ªa estructural, que es proteger la seguridad del p¨²blico¡±.

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