Derribando muros por la ciencia en Cali, Colombia

Foto: El equipo del ensayo. Crédito: grupo de investigación G-7

En una sala de techo alto, lleno con maquinaria, un equipo de expertos examinan las grietas y el daño en un muro de hormigón armado; pero esto no es una expedición arqueológica o una investigación forense, es un experimento de ingenieros de investigación de la Universidad del Valle en busca de pistas sobre cómo prevenir desastres del mundo real. 

Esa misma mañana del 13 septiembre de 2021 el muro estaba intacto, instalado en un marco de pruebas, con las características típicas de los muros delgados de los edificios de hormigón armado que son comunes en Colombia y Latinoamérica.

Los investigadores utilizaron varios sensores y dos cámaras digitales de alta resolución listas para tomar fotos cada 10 segundos durante el transcurso de cinco a seis horas, mientras la pared se esforzaba estaba estresada hasta su inevitable punto de ruptura. 

Derribando el muro 

Roger Ortega, es estudiante de Doctorado en la Escuela de Ingeniería Civil y Geomática, de la Universidad del Valle en Cali, Colombia, y estuvo a cargo del ensayo de Ingeniería Estructural en el Laboratorio Marcos de Pruebas para Homologaciones (MaP-H), como parte del Grupo de Investigación en Ingenierías Sísmica, Eólica, Geotécnica y Estructural (también conocido como G7).

"Lo que estamos haciendo aquí es ensayar un muro delgado de hormigón armado, construido en escala real, representativo de un muro del primer piso de un edificio de 10 niveles", dijo, y agregó que utilizan actuadores hidráulicos para simular un evento sísmico y la carga vertical que se esperaría tuviese el muro en una edificación real. 

"De esta manera podemos simular los desplazamientos a los cuales podría estar sometido el muro, y evaluar su resistencia, el modo de falla y su capacidad de rotación", explicó. 

"Durante el tiempo del ensayo, que puede ser de varias horas, podemos evaluar el proceso del daño, registrar desplazamientos y deformaciones a nivel local, y detectar, mediante la técnica de correlación digital de imágenes, la formación de grietas, incluso antes de que se puedan observar a simple vista."

Foto: El muro, después del ensayo del 13 de septiembre de 2021. Crédito: grupo de investigación G-7

Importante para Cali

Los eventos sísmicos de los últimos años en Colombia han demostrado la importancia del trabajo realizado por los investigadores de la Universidad del Valle sobre la capacidad de desplazamiento y resistencia de uno de los sistemas de construcción más usados en Colombia y Latinoamérica. Por ahora, dijo Ortega, "la técnica de imágenes con las cámaras sólo es para la investigación, no es para la inspección de grietas en tiempo real en una edificación. Esto sería posible con otras técnicas de evaluación del daño". 

“La investigación se enfoca en evaluar una propuesta de reforzamiento para los muros delgados de concreto reforzado de los edificios existentes. Se tiene evidencia que algunas de estas edificaciones en zona de amenaza sísmica alta, podrían sufrir daños importantes en un evento sísmico”, explicó. 

Ortega dice que Cali, donde se encuentra ubicada la Universidad del Valle, es la ciudad de Colombia con el mayor número de habitantes en zona de amenaza sísmica alta, y se encuentran muchos edificios con este sistema constructivo, por lo tanto, es importante investigar la capacidad de estos muros y alternativas para reforzarlos, si es necesario. 

Los eventos sísmicos de los últimos años han evidenciado la necesidad de evaluar los sistemas estructurales actuales, nuevas formas de reforzamiento e implementar tecnologías para detectar daños o comportamientos indeseados, antes de que ocurra un desastre. 

El 24 de junio de 2021, 98 personas murieron cuando se derrumbó un edificio residencial de 12 pisos en Miami, Florida. 

Las autoridades de Estados Unidos todavía están investigando el papel que jugó la degradación a largo plazo de algunos de los soportes estructurales de hormigón armado en el desastre. 

Colombia ha tenido sus propios desastres estructurales en edificios de hormigón armado. El 12 de octubre de 2013, un edificio de apartamentos en Medellín se derrumbó y mató a 98 personas. 

Foto: Peter Thomson, Director del Grupo G7, Crédito: Andrew James/NCC Univalle  

Capacidad para construir

“Este es nuestro quinto experimento de este tipo y lo importante es que esto nos permite desarrollar la capacidad para hacer ensayos cada vez más complejos”, comentó, y agregó que Univalle es una de las pocas universidades en Colombia con la capacidad e infraestructura para realizar estas pruebas. 

“A nivel académico, lo más importante es que estamos formando estudiantes de pregrado y postgrado, además de personal de laboratorio, lo que fortalece el grupo de investigación y permitirá a futuro continuar avanzando con las investigaciones y desarrollar nuevos proyectos”, sugirió. 

Peter Thomson, Director del Grupo G7, dijo que esto era una demostración de la capacidad local que se estaba construyendo dentro del grupo. 

"Otras soluciones comerciales en los mercados pueden costar decenas de miles de dólares", dijo. "Lo que nos enorgullece aquí es que podemos obtener resultados sólidos con un par de buenas cámaras digitales, montajes experimentales y la totalidad del conocimiento que hemos construido aquí en Univalle".