A la hora de diseñar sistemas de resistencia ante los terremotos, los arquitectos e ingenieros ponen su foco en proteger las estructuras, a fin de evitar el colapso de los edificios. Si bien estos elementos son fundamentales, dejan de lado las tuberías y el cableado, que son esenciales para el funcionamiento de la edificación. Ahora, investigadores de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) han diseñado un dispositivo que disipa la energía de un seísmo y protege las redes esenciales de los edificios.
El sistema de protección de las redes de los edificios, bautizado como DRSR, ha sido diseñado por el ingeniero civil Bryan Chalarca Echeverri, de la UNAL, y recibió el Premio Diseño e Innovación Global 2024 en la categoría No Estructurales, entregado por la Sociedad Internacional de Sistemas Antisísmicos (ASSISI), reconocimiento otorgado tras la evaluación por un jurado internacional a 37 propuestas de 14 países.
Cómo es el dispositivo para proteger las redes de un edificio de un terremoto
El dispositivo para proteger las redes de un edificio en caso de terremoto está inspirado en el movimiento de un péndulo que controla y disipa la energía sísmica protegiendo eficientemente los elementos suspendidos más que los sistemas convencionales. Su tecnología, que incorpora un sistema de amortiguamiento por fricción para reducir el movimiento sísmico y proteger los elementos no estructurales de los edificios.
En la actualidad el diseño sísmico de los elementos no estructurales suspendidos se basa en el uso de diagonales o riostras, y aunque el objetivo de estos elementos rígidos es limitar el movimiento lateral de los componentes no estructurales durante un sismo, el diseño tradicional con riostras tiene un gran inconveniente: durante los sismos las conexiones de las riostras o diagonales sufren daños considerables que no solo afectan la estabilidad de los sistemas suspendidos, sino que además incrementan los costos de reparación y mantenimiento después del evento sísmico.
Los edificios, especialmente los hospitales, que dependen de estos elementos suspendidos para mantener sus operaciones, pueden enfrentar una interrupción grave si las redes de distribución se dañan. La caída de sistemas eléctricos, de agua o de oxígeno puede poner en riesgo vidas humanas, lo que convierte la protección de estos componentes no estructurales en una prioridad para garantizar la resiliencia de las edificaciones.
“El principio detrás del sistema es similar al de un péndulo amortiguado que se balancea para absorber energía. Los elementos suspendidos –como tuberías y cables– se mueven de forma controlada y flexible, evitando que sufran daños severos. Esto es crucial para mantener la operatividad de los edificios, especialmente en hospitales donde la continuidad de los sistemas es vital para la atención de los pacientes”, explica el investigador Chalarca.
Cómo se comporta el sistema de protección de cableado y tuberías de edificios ante seísmos
El DRSR se ha probado en simulaciones sísmicas en modelaciones numéricas y laboratorios especializados. En las pruebas se recrearon sismos de alta intensidad y se compararon los resultados de los elementos no estructurales equipados con el nuevo sistema frente a los que usaban sistemas convencionales con riostras.
Los resultados demostraron una mejora significativa en la protección de los elementos no estructurales: en simulaciones realizadas considerando diferentes intensidades sísmicas se observó una importante reducción de los desplazamientos laterales máximos, además de una eliminación de las deformaciones residuales de los elementos de soporte al usar el sistema DRSR en comparación con los sistemas tradicionales arriostrados.
Qué ventajas ofrece este sistema innovador
El DRSR no solo ofrece beneficios en términos de desempeño sísmico, sino que también tiene un impacto económico y social significativo. Al reducir los costos de reparación de los sistemas no estructurales y minimizar las interrupciones operativas, el dispositivo representa una inversión rentable para los propietarios y administradores de edificios. Además, al garantizar que infraestructuras críticas como hospitales sigan operando después de un terremoto, se contribuye a la estabilidad social y económica de las comunidades afectadas.
“El objetivo de este dispositivo es crear un entorno construido verdaderamente resiliente, que no solo proteja la estructura del edificio, sino que además asegure que los elementos internos sigan funcionando, lo que es crucial para la seguridad y operatividad postsismo”, afirma el investigador.
En qué edificaciones puede utilizarse el dispositivo contra terremotos
El DRSR tiene aplicaciones no solo en hospitales y edificios residenciales, sino también en infraestructuras críticas como plantas industriales e infraestructura energética. El investigador Chalarca está explorando su implementación en estos sectores, donde la resiliencia es esencial para la seguridad pública. “La ingeniería debe evolucionar para responder a los desafíos de un mundo cambiante, y el DRSR es un paso en esa dirección,” concluye.
El sistema de péndulo con amortiguamiento suplementario ha sido innovadoramente desarrollado y patentado en Italia, destacándose como una tecnología pionera en la protección sísmica de elementos no estructurales. Actualmente se está gestionando la patente en Colombia y otras regiones sísmicamente activas, con el fin de expandir su aplicabilidad internacional y proteger la tecnología en diversas regiones.
