La Universitat Politècnica de València (UPV) ha desarrollado un innovador sistema de refuerzo estructural destinado a evitar el colapso progresivo de edificios antiguos tras el fallo de una columna, una viga u otro elemento esencial.
La solución, diseñada por el grupo Building Resilient del Instituto ICITECH, consiste en instalar vigas de gran rigidez en la cubierta para que, en caso de daño en una zona inferior, la estructura quede suspendida y las cargas puedan redistribuirse hacia otros puntos del inmueble.
Este método permite mantener el edificio en funcionamiento mientras se llevan a cabo los trabajos de reparación y presenta un coste menor que las técnicas tradicionales, que suelen actuar de forma individual sobre columnas, forjados o vigas y provocan mayores interrupciones en el uso habitual del inmueble.
Los investigadores señalan que buena parte de los edificios construidos en España antes del año 2000 presenta una mayor vulnerabilidad ante un colapso progresivo, ya que las exigencias modernas de robustez estructural no se implantaron de manera generalizada hasta comienzos de este siglo.
El investigador Manuel Buitrago explica que los edificios actuales están diseñados para soportar fallos locales e imprevistos sin que el daño se extienda de manera desproporcionada. Para ello, cuentan con sistemas capaces de redistribuir las cargas más allá del elemento afectado.
Sin embargo, estas medidas no se incorporaron de forma habitual en las construcciones más antiguas. El investigador Jose Adam advierte de que los refuerzos convencionales suelen centrarse en aumentar la resistencia de componentes concretos, una intervención que puede resultar costosa cuando las deficiencias afectan a varias partes del edificio.
Un edificio suspendido desde la cubierta
La propuesta de la UPV plantea un refuerzo global mediante la colocación de vigas de acero en la parte superior de la estructura. Estas piezas se conectan a las vigas y columnas de hormigón y actúan como un sistema de seguridad ante la pérdida de un elemento estructural.
“Mediante la instalación de vigas muy rígidas en la parte superior de la estructura, se evita el colapso de la estructura. Si algún componente inferior falla, queda la estructura suspendida de estas vigas rígidas de cubierta, que redistribuyen la carga a otras zonas del edificio”, explica Buitrago.
Antes de pasar a la fase experimental, los investigadores analizaron el funcionamiento del sistema mediante simulaciones computacionales de alta fidelidad, con las que optimizaron la disposición y las características de las vigas.
Ensayos a escala real
La innovación se ha probado en un edificio de hormigón armado construido específicamente para los ensayos y diseñado sin los requisitos modernos de robustez, de forma que reproduce las condiciones de una parte importante del parque inmobiliario antiguo europeo.
En una primera fase, el equipo instaló las vigas de refuerzo en la cubierta, aplicó cargas sobre los forjados y eliminó por completo una columna crítica de la planta baja para simular un incidente extremo.
El edificio se mantuvo estable y solo sufrió daños menores, ya que las vigas superiores redistribuyeron las cargas hacia otros elementos de la estructura. Posteriormente, los investigadores repararon el inmueble para devolverlo a su estado original.
En la segunda prueba, completada este 20 de julio, las vigas de refuerzo fueron retiradas y se repitió la eliminación de la misma columna. En esta ocasión, la estructura sin protección sufrió un colapso progresivo total, tal y como habían previsto los investigadores.
Los resultados ofrecen una verificación experimental de la eficacia del sistema y apuntan a su posible aplicación en edificios existentes que presenten deficiencias estructurales.
La investigación forma parte del proyecto ENHANCE, financiado por la Generalitat Valenciana mediante una ayuda Prometeo concedida al grupo Building Resilient.
