La revolucionaria idea de la Universidad Politécnica de Valencia para evitar el colapso total de los edificios alcanza un impacto mundial

La revolucionaria idea de un equipo de investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) para evitar el hundimiento total de los edificios ante un daño catastrófico ha alcanzado impacto mundial al ser noticia de portada de la revista 'Nature'. Bajo el titular "Control de daños, un método de diseño de edificios inspirado en los lagartos aísla los fallos para evitar el colapso total de la construcción", la prestigiosa publicación científica dedica la cubierta completa de su último número a la radical propuesta del equipo del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón (Icitech) de la UPV para conseguir edificios ultrarresistentes.

La idea que lanza el Icitech de la Politècnica para lograr edificios que sean capaces de aguantar situaciones extremas causadas por desastres naturales como por ejemplo riadas, inundaciones o el deslizamiento de laderas, e incluso explosiones por ataques terroristas o puedan hacer frente a fallos catastróficos provocados por su propio envejecimiento, o un mantenimiento y conservación inadecuados, añade al diseño de la estructura de los edificios una última línea de defensa para evitar el colapso total de la estructura.

Los lagartos como fuente de inspiración

Con el fin de evitar la propagación de los fallos estructurales los investigadores se han inspirado en cómo los lagartos se protegen de sus depredadores al liberar sus colas cuando son atacados. "Nuestro novedoso método de diseño permite 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, con lo que evitamos los hundimientos catastróficos, protegiendo así vidas humanas y minimizando los costes materiales que supondría un colapso completo de la estructura", destaca José M. Adam, coautor de la publicación con Nirvan Makoond, Andri Setiawan y Manuel Buitrago; todos ellos miembros del Icitech de la UPV.

Este nuevo método de diseño ha sido verificado con un ensayo sobre un edificio real construido en el municipio valenciano de Alberic. Por tanto, se trata "de la primera solución contra la propagación de colapsos en edificios tras grandes fallos iniciales que ha sido probada y verificado a escala real", subrayan los autores del proyecto que destaca Nature en portada en la primera vez que esta revista publica un artículo de investigación en el campo del diseño y construcción de edificios.

Los actuales métodos de diseño de edificios se basan en mejorar la conectividad entre los componentes de la estructura. Si algún elemento falla, esta conectividad permite que las cargas que soportaban los componentes dañados 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 tras grandes fallos iniciales, conduciendo así a hundimientos completos o de gran magnitud. Así sucedió, por ejemplo, en las Champlain Towers de Miami (EEUU) y en el derrumbe de un edificio en el municipio castellonense de Peníscola 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.

Unos "fusibles" evitan el colapso total

Frente al paradigma actual de interconexión de todas las partes de la estructura de un edificio para facilitar el reparto de cargas, el nuevo método ideado por el equipo de la UPV implanta 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", detalla Nirvan Makoond.

Esta metodología de control de daños alumbrada desde la Politècnica de València no encarece la construcción de edificios según los investigadores del Icitech. "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. Además, en su estado de desarrollo actual, el nuevo diseño 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. 

Ensayo pionero a nivel mundial

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 en Alberic 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 Politècnica de València, siendo también los cuatro autores de la publicación investigadores de esta universidad pública valenciana.

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", destacan fuentes de la Politècnica. 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.