Tras el exitoso patentamiento en Europa del primer dispositivo de aislación sísmica diseñado por el equipo del investigador principal José Luis Almazán, su próximo proyecto apunta a analizar diversas configuraciones que permitan una sinergia entre construcción modular en madera y estas innovaciones
En las últimas décadas, la construcción con madera se ha utilizado cada vez más gracias a los avances tecnológicos que han permitido potenciar o revalorizar sus cualidades, de lo cual es ejemplo la industrialización en madera. El aumento exponencial de esta forma de edificar ha permitido identificar los vacíos del conocimiento que impiden su aplicación en ciertos casos, tales como las zonas de alto riesgo sísmico como nuestro país.
El investigador principal UC-CENAMAD y director académico del Centro UC de Innovación en Madera, José Luis Almazán, observó este fenómeno y ha estado trabajando en la generación de soluciones durante los últimos años. En entrevista exclusiva, explica este fenómeno y el exitoso trabajo que ha desarrollado al respecto, que actualmente incluye la adjudicación de un fondo FONDECYT 2024.
En el abstract del proyecto que se adjudicó el FONDECYT se señalan los desafíos que enfrenta la construcción industrializada en las zonas de alto riesgo sísmico, ¿cuál es la importancia de cerrar estas brechas?
Bueno, el análisis de la literatura nos mostró que el aspecto clave en el comportamiento sísmico de las estructuras modulares está en los conectores intra y extramodulares, es decir, los conectores que vinculan las partes en sí y aquellos que vinculan módulos completos. La estructura modular es como un lego: son piezas, y hay que conectarlas.
Esas conexiones, en zonas de alto riesgo sísmico y cuando el edificio es relativamente alto, son los lugares donde se dañan las estructuras. En la literatura encontramos bastante información al respecto, pero muy focalizada en las construcciones modulares metálicas. En madera hay relativamente poco.
Nosotros pensamos que el problema es exactamente el mismo en madera que en acero, o al menos parecido. Sabemos que ahí está el talón de Aquiles, pero al mismo tiempo, sabemos también que el aislamiento sísmico disminuye drásticamente los esfuerzos en estos conectores. Por lo tanto, la hipótesis central del proyecto es que el aislamiento sísmico va a reducir la cantidad y el costo de estos conectores, lo cual haría más atractivo al proyecto desde el punto de vista económico.
Eso va a facilitar la construcción, a acelerarla, va a hacer más fácil la instalación y la construcción, y esperamos evaluar eso técnica y económicamente, para introducir el aislamiento sísmico en estas estructuras.
Pasando entonces a lo que sería el usuario de esta estructura, ¿estos beneficios se extrapolarían a que el edificio fuera más seguro, o que no perdiera su calidad al disminuir el número de conectores?
Claro. Lo que sucede es que el aislamiento sísmico es la técnica más avanzada para reducir daños en estructuras, y eso es para cualquier tipo de estructura, lo que se hace extensivo también a las construcciones modulares.
El hecho de reducir el tamaño y la cantidad de conectores tiene que ser de una manera segura. No es que implique mayor riesgo para los ocupantes, sino que todo lo contrario, pero también creemos que es fundamental que se reduzcan los costos, para que las estructuras modulares sean factibles.
Lo otro que también es importante es que muchos de los desarrollos de construcción modular que hay en el mundo han surgido en países que no son sísmicos. Entonces, el traerlos a una zona de alto riesgo sísmico implica una gran cantidad de incógnitas que se abren.
Pero usar aislamiento sísmico permite que esos diseños, pensados para países no sísmicos, se puedan aplicar con menores cambios a las zonas de alto riesgo, porque si no serían prácticamente imposibles de ejecutar. La otra parte interesante es que estos le daría un poquito más de vuelo a los arquitectos para poder hacer construcciones más atractivas, desde el punto de vista estético.
Dispositivos y sinergias estructurales
En busca de respuestas para la construcción modular, Almazán y su equipo han estado trabajando en aislamiento sísmico para estructuras industrializadas en madera a lo largo de la última década. Prueba de esto es el dispositivo predecesor de esta investigación, el Impact-Resilient Double Concave Frictional Pendulum (IR-DCFP), que fue sometido a los ensayos con mesa vibratoria de septiembre de 2022.
¿En qué consiste el apoyo que entrega el FONDECYT al proyecto?
Fondecyt es un programa de ANID para la investigación de base, es decir, la investigación que se necesita hacer previo a que la propuesta se pueda implementar en la práctica.
Sin embargo, este es un proyecto que tiene mucha aplicación práctica desde el inicio, porque algunas de las soluciones que se proponen ya están probadas previamente en una escala de laboratorio 1:2 (reducida), y en este proyecto lo vamos a llevar a cabo en una escala 1:1 (escala real), también en laboratorio.
Hay desafíos tecnológicos que hay que abordar científicamente. Este es un proyecto de cuatro años, y la idea es analizar las dos tipologías típicas de la madera, que son el marco plataforma y el CLT.
Este nuevo proyecto, titulado “Numerical and experimental study of mid-rise industrialized timber modular structures equipped with seismic isolation devices: proposal for performance-based design in regions of high seismic risk”, apunta al análisis de la sinergia entre estructuras modulares de madera y aisladores, para lo cual se buscará validar otros dos dispositivos para mediana altura, como el Impact Resilient Hybrid Isolation Device (IR-HID).
“(El IR-HID) es parecido al IR-DCFP, pero de un costo quizás menos, porque sería con superficies de contacto planas y le agregaríamos un elemento restitutivo elastomérico que funcionaría como resortes, para volver a traer la estructura a su posición inicial. Eso podría ser económicamente mejor, y tendría un comportamiento muy parecido al del otro sistema", explica Almazán.
"Pero hay otro que creemos que podría tener muy buenos resultados, sobre todo para construcciones de menor peso, hasta cuatro pisos, y sobre todo en viviendas sociales, que son unos aisladores montados sobre bolas de goma y acero. Esto permitiría también una reducción drástica del costo”.
¿Cómo se transferirían los resultados de este FONDECYT a la industria y la sociedad civil?
Lo que esperamos siempre en este centro es que todo lo que hacemos aquí se tiene que transferir a las empresas, que son las que finalmente hacen posible la construcción con madera en todas partes del mundo.
Nosotros esperamos que, con este proyecto, se pueda ojalá tener todo lo necesario para la construcción modular, tanto vivienda social como para solución habitacional promedio.
De tener resultados positivos, ¿Cuál sería la continuación de todo este trabajo? ¿Hacia dónde se apunta a llegar?
Generalmente, primero se hace uno o dos FONDECYT –en este caso bastaría solo con este que tenemos ahora-, después se pasaría a la fase de los proyectos FONDEF o CORFO, que son más aplicados, y que ahí están directamente implicadas las empresas.
Como el centro tiene muchas conexiones con la industria, creemos que están dadas las condiciones para que esto se pueda hacer.
De darse las condiciones mencionadas por Almazán, este trabajo pasaría a compartir el mismo futuro de su predecesor. Se realizaron solicitudes de patente para el IR-DCFP en cuatro partes del mundo (Chile, EE UU, Perú y Europa), siendo esta última la primera en aprobarla y concederla en marzo de 2024.
“Es bien interesante, porque son bien exigentes. Así que ese dispositivo, ya está aceptado su patentamiento en Europa, y nos falta esperar (la aprobación) de Chile, EE UU y Perú. Creemos que nos va a ir bien, porque Europa es la más exigente” celebró el académico.
