¿Cómo hacer un edificio resistente a la explosión?



La reciente explosión en Beirut es impactante y trágica en múltiples formas. En primer lugar, el número de víctimas humanas: 150 muertos y 5.000 heridos. Una segunda preocupación es la causa devastadora de la explosión: el mal manejo de 2.750 toneladas de nitrato de amonio almacenadas en un almacén del puerto, un accidente fácilmente evitable. Una tercera tragedia, mientras tanto, ha recibido relativamente poca atención. Los edificios suelen estar diseñados para albergar y proteger a sus ocupantes. Sin embargo, en la proximidad de una detonación tan masiva, los materiales de construcción se transforman en armas peligrosas que se convierten en la principal causa de lesiones y muerte, no la explosión en sí.

Entonces, ¿cómo podrían construirse los edificios de manera diferente para proteger más vidas en caso de tal calamidad? El mejor medio de protección es aumentar lo que se llama la «distancia de separación», o la distancia al origen de la explosión, para ello son necesarios programas ingeniería civil. Sin embargo, en casos sorprendentes como la detonación de Beirut, no se puede predecir la ubicación de la fuente. Por lo tanto, debemos centrarnos en la segunda protección más eficaz: elegir materiales de construcción que puedan resistir la fuerza explosiva. Según Redguard, un fabricante de edificios pre-diseñados, el término correcto aquí es «resistente a la explosión» en lugar de «a prueba de explosiones», ya que es imposible garantizar cero daños por una explosión.

Durante una detonación, los materiales adyacentes a la fuente (como la carcasa de una bomba) se convierten en «fragmentos primarios». En la proximidad, esta metralla es mortal. Pero para la mayoría de los ocupantes de los edificios, la principal preocupación son los «fragmentos secundarios» generados por la desintegración de los propios materiales de construcción en reacción a la onda expansiva liberada por una explosión. Según Peter DiMaggio, co-director general de Thornton Tomasetti, «La mayoría de las muertes no se deben a la carga explosiva directa, sino a los fragmentos voladores».

Una estrategia es construir una envoltura segura del edificio, aumentando la resistencia de la carga y la contención de los escombros mediante un refuerzo mejorado. Por ejemplo, los sistemas de hormigón micro-reforzado Ducon emplean múltiples capas de refuerzo de acero «MicroMat» densamente espaciadas para aumentar la fuerza y la resistencia a las explosiones. Esta tecnología es ideal para asegurar el hormigón estructural a granel, así como el hormigón utilizado en los montajes de fachadas de edificios, y puede emplearse tanto en aplicaciones de fundición en obra como en prefabricados. Ducon muestra una gran ductilidad y absorción de energía, con una resistencia a la tracción de hasta 2.000 psi, un módulo elástico de hasta 4.600 ksi y una resistencia a la compresión de hasta 18.000 ksi. El sistema puede aplicarse tanto a estructuras existentes como a nuevas, y la flexibilidad del MicroMat y su espesor mínimo de 1/2 pulgada ayudan a facilitar la construcción.

Otro enfoque es la transformación de los ensamblajes de materiales múltiples en compuestos estrechamente interconectados. Esta estrategia se ejemplifica con el SEB-Wall, una mejora del ensamblaje convencional de pernos de acero conformado en frío (CFS). Desarrollado por Simpson Gumpertz & Heger, con el apoyo del Laboratorio de Investigación del Ejército de los Estados Unidos, el sistema utiliza la ligereza inherente y las cualidades multicapas de la pared de acero para ayudar a resistir las explosiones. Los aumentos críticos incluyen el uso de paneles de revestimiento Sure-Board (chapa de acero y placa de cemento reforzado) a ambos lados de los montantes, rigidizadores de corte y refuerzos laterales adicionales. El ensamblaje compuesto resultante es dúctil, estable y estructuralmente redundante, con un comportamiento predecible. Las ventajas de la Pared SEB incluyen su amplia aplicabilidad y un costo razonable. Según los ingenieros de SGH: «Con un coste total de construcción de 27 dólares por pie cuadrado (incluyendo materiales y mano de obra y excluyendo los acabados arquitectónicos), proporciona aproximadamente un 30% de ahorro de costes en comparación con otros sistemas de paredes de alto rendimiento de mitigación de explosiones, incluyendo hormigón armado, mampostería reforzada y paneles de pared prefabricados/pre-tensionados».

El vidrio es otra consideración crítica, ya que muchas lesiones relacionadas con explosiones se deben a fragmentos voladores de ventanas rotas. Varios fabricantes ofrecen vidrios resistentes a las explosiones, que incluyen una robusta capa intermedia de plástico para mantener unidos los fragmentos de vidrio. Oldcastle BuildingEnvelope ofrece uno tal producto, y recomienda que tanto dentro como fuera de los litros de una unidad de vidrios aislados sean laminados para proteger contra fragmentos voladores en ambos lados de una ventana. Cuando instalado en un sistema de marco resistente de explosión con el diseño apropiado de anclaje, el vidrio es también más probable de ser retenido dentro de su apertura. Dlubak Specialty Glass Corporation también fabrica vidrios resistentes a explosiones y ofrece opciones de laminación incluyendo vidrio PVB, DuPont SentryGlass & Spall Shield y laminados de vidrio/policarbonato. Los vidrios de Dlubak también son efectivos contra los huracanes, que pueden traer no sólo vientos fuertes sino también escombros voladores.

Aunque son efectivas, estas tecnologías resistentes a las explosiones aumentan el costo de un proyecto de construcción. Es comprensible que no todos los propietarios de edificios opten por incluirlas, especialmente en casos como la explosión de Beirut, que habría sido difícil, si no imposible, de predecir. Sin embargo, una vez que innovaciones como el vidrio laminado se comercialicen suficientemente, su costo disminuirá. Además, la seguridad añadida que ofrece esta tecnología cambiará la percepción de la antigua norma. En el futuro, ¿será deseable alguna vez especificar el vidrio no laminado, sabiendo que puede romperse en fragmentos mortales?

Con el tiempo, los códigos de construcción han incorporado protecciones mejoradas, especialmente en los municipios con mayor riesgo de desastres naturales como los huracanes. Por ejemplo, un estudio del Código de Construcción del Sur de Florida, que se actualizó después del huracán Andrew en 1992, reveló que los daños causados por los huracanes posteriores en los edificios eran mucho menores. Las mejoras del código añadieron protecciones muy necesarias relacionadas con la presión del viento y los escombros voladores, mejoras que se han recomendado también para las estructuras de las zonas propensas a los tornados. Con el aumento constante de la frecuencia mundial de los desastres naturales y las tormentas extremas, esas mejoras del código pueden generalizarse y también pueden ayudar a reducir al mínimo los daños causados por accidentes industriales imprevisibles.


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Publicado por el 02 Sep, 2020 | Publicar un comentario



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