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 más resistentes. Estos eventos causan graves daños en las estructuras y pueden provocar que un edificio se derrumbe como un castillo de naipes. Para hacer frente al desafío de acabar con la vulnerabilidad y minimizar las pérdidas humanas y materiales, la ciencia y la ingeniería se han unido en un trabajo realizado por investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia. Los autores han buscado inspiración 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″, explica José Adam, ingeniero y líder de la investigación. Publican hoy sus resultados en Nature, el escaparate de la mejor ciencia mundial, que les dedica su portada en un hito histórico, pues se trata de la primera vez que la revista destina ese espacio a la investigación en el campo del diseño y construcción de edificios.

El equipo ha ideado un nuevo sistema de construcción que puede prevenir el colapso de un edificio entero al garantizar que, en caso de catástrofe, el fallo se localice en la región dañada sin propagarse. El método está pensado para su aplicación en edificios críticos como hospitales, centros comerciales y terminales de autobuses, donde hay una gran concentración de personas. Además, esta técnica no aumenta los costes de construcción. El proyecto, llamado Endure, ha sido financiado por el Consejo Europeo de Investigación con una ayuda Consolidator Grant de más de 2,5 millones de euros. Inicialmente, surgió gracias a una Beca Leonardo otorgada por la Fundación BBVA a Adam en 2017.

Cuando un edificio es afectado por condiciones climáticas severas o accidentes, la parte impactada provoca un efecto dominó que termina por afectar al resto del edificio. Los diseños actuales intentan prevenir que el fallo se propague conectando la estructura para compensar los daños. Sin embargo, esta idea, aunque resulte efectiva en primera instancia, puede acabar haciendo que toda la estructura se derrumbe por completo. Pero, ¿qué pasaría si hubiera alguna manera de parar las fichas del dominó? Esta es la pregunta que se hicieron los investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia.

Una oportunidad única de probar los resultados

El equipo de científicos e ingenieros ha ideado un sistema de aislamiento de colapso basado en jerarquía, cuya clave reside en la implementación de fusibles estructurales, que permiten segmentar el edificio en caso de fallo. Según Adam, esta filosofía de diseño se asemeja a la protección de las redes eléctricas mediante fusibles. Su técnica ha sido validada mediante un ensayo sobre un edificio real —de 15 por 12 metros de planta, con dos pisos de 2,6 metros de altura—, utilizando hormigón armado prefabricado. Es la primera solución 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 sí. En la segunda fase, retiraron una columna de esquina que estaba entre las retiradas en la primera fase. Esto inició un colapso en todas las áreas soportadas directamente por las columnas que faltaban, pero no en el resto del edificio. Es decir, evitaron con éxito que la totalidad de la estructura se derrumbara.

“Es como prepararte para los Juegos Olímpicos”, expresa Adam respecto al ensayo. Compara así la larga etapa de preparación que se requiere para una única prueba que apenas dura unos instantes: “Son cuatro años de trabajo que se resumen en dos segundos. El colapso de un edificio dura solo eso, dos segundos”, explica. El equipo podrá realizar dos ensayos más para probar su efectividad con otros materiales como el hormigón in situ y el acero.

Así, el método ha demostrado su efectividad para prevenir colapsos completos. “Parece sencillo y lógico, pero es darle la vuelta a las prácticas habituales en la construcción”, comenta Antoni Cladera, catedrático de Ingeniería de la Construcción en la Universidad de las Islas Baleares, quien no ha participado en la investigación y celebra los resultados de sus colegas: “Hay investigaciones que no se ven tanto como otras, pero también 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 técnica está lejos de ser implementada, pues el de la construcción 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 método pueda incluso ir más allá: “Seguro que el mismo principio se puede aplicar a otras estructuras como puentes. Todos necesitamos y queremos sentirnos seguros”, reflexiona Cladera.

Ahora, siete años más tarde del inicio del proyecto, este continúa en desarrollo en el laboratorio de estructuras del Instituto de Ciencia y Tecnología del Hormigón de la UPV hasta 2026. La investigación representa un paso significativo hacia la construcción de edificios más seguros y la preservación de vidas humanas en situaciones extremas. La revista Nature destaca que el enfoque hará que los edificios sean más resilientes y, por lo tanto, “cumple el objetivo principal de la ingeniería estructural, que es proteger la seguridad del público”.

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