El sector de la industria de la construcción cada día que pasa, se ve más necesitado de tecnologías que faciliten las tareas o actividades que involucran todos sus procesos, desde el inicio hasta la puesta en marcha de cualquier proyecto de construcción y uso al cual este destinado, haciendo que estos procesos sean cada vez más industrializados y con la menor ingerencia humana posible. 

En este sentido vemos como la robotica ha entrado en este campo, haciendo que la innovación llegue y su uso se haya extendido, desde el levantamiento de las edificaciones hasta la vialidad en general. Este es el tema desarrollado por la Ing. Angélica López, en su artículo para la cátedra de Gestión Tecnológica del postgrado de Gerencia de Proyectos de Construcción de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad del Zulia.  

HADRIAN X, UN ROBOT PARA LA CONSTRUCCIÓN

Ing. Angélica López

CI: 20.214.622

INTRODUCCION

El proceso de construcción de edificaciones lleva desarrollándose desde hace miles de años, cuando la humanidad comenzó a usar construcciones para vivir. Hoy en día continúa siendo un proceso bastante artesanal, dado a que sigue empleándose la mano del hombre.

En vista de los numerosos recursos económicos y humanos destinados dentro del sector de la construcción, desde hace algo más de una década se están desarrollando numerosos sistemas robotizados, orientados a automatizar lo máximo posible múltiples tareas que forman parte de los procesos constructivos; por lo cual, la tendencia en la construcción nos lleva hacia modelos de edificación cada vez más industrializados, menos mano de obra, pero más cualificada, con procesos de construcción más cortos, que resultan en una edificación de calidad y a más bajo costo que con los métodos tradicionales.

ROBOTS PARA LA CONSTRUCCIÓN

La transformación tecnológica llega a la arquitectura e ingeniería como solución en las obras, un ejemplo de esto es el uso de robots en la construcción; la compañía australiana FASTBRICK ROBOTICS, está desarrollando un enorme robot albañil que será capaz de construir una casa en solo dos días. Este robot constructor fue presentado por primera vez en el año 2015 y en el año 2016 fue presentada una segunda versión: Hadrian 105, capaz de construir una casa en dos días, sin necesitar la intervención de un equipo humano muy numeroso. A finales de ese mismo año la empresa presentó en sociedad a Hadrian X, una versión del robot albañil que incluía una serie de mejoras. Este era capaz incluso de colocar más de 1.000 ladrillos en una hora. 

Actualmente se encuentra en fase de prototipo, y busca ser el siguiente gran paso en la evolución del sector y que podría tener un gran impacto en la economía si consigue salir al mercado como una máquina en producción; Hadrian X se comercializará a partir del 2019 a un precio de dos millones de dólares. Este robot tiene un brazo mecánico de 30 metros integrado en un camión que permite su movilidad a medida que tienen lugar las tareas de construcción, tiene capacidad para colocar un total de 1.000 ladrillos en solo una hora con una tasa de error de 0.5 milímetros gracias a la tecnología láser implementada, es decir, la cantidad de trabajo de dos albañiles durante una jornada de trabajo entera.

Los ladrillos están a mano, a los pies de Hadrian X, para que pueda ir seleccionándolos de forma automática y cortando según las necesidades de cada momento. El secreto para llegar a crear edificaciones de gran tamaño, está en la longitud de 30 metros, como se muestra en la gráfica No. 1, de las dos partes que conforman el brazo principal, por las que viajarán los ladrillos mediante una cinta transportadora.

Para empezar a ejecutar la obra, Hadrian X necesita un complejo modelo 3D creado con programas de diseño asistido, en el que no debe haber dudas con los ladrillos a utilizar para generar la estructura. A partir de ahí se mueve, corta, y coloca ladrillos, de la forma más eficiente posible, no utiliza un mortero de unión en su lugar se le inyecta un adhesivo.

Gráfica No. 1.

FASTBRICK ROBOTICS y Hadrian X han conseguido reclamar la atención de grandes inversores con la intención de empezar a funcionar inicialmente en Australia. Este robot lleva diez años en desarrollo, con un gasto de siete millones de dólares aproximadamente.

Otras aplicaciones prácticas para este robot las podemos encontrar en la creación de muros aislantes de ruido o en proyectos de relleno en altura.

El objetivo de Hadrian X es automatizar la construcción de paredes de ladrillo para hacer el proceso más eficiente, más rápido y más económico.

EL IMPACTO DE LOS ROBOTS EN LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS

Un robot como Hadrian X permitiría cambiar radicalmente el proceso de construcción. En primer lugar, porque permitiría avanzar en la tarea de levantar muros y paredes de ladrillo a una velocidad inalcanzable para la mano del hombre. En una obra hay más tareas, pero la de levantar los muros es una de las que más tiempo lleva y toda mejora en la misma tendrá un impacto sensible en el proyecto global.

Si hoy se suelen dar dos años como plazo medio para terminar una promoción de viviendas completa, trabajando con un sistema como Hadrian X podría bajarse sensiblemente el plazo de entrega de las viviendas, beneficiando al promotor, al constructor y a los compradores. Reducir el plazo conlleva una reducción del costo de construcción, dado que se necesita menos mano de obra y se reduce la carga financiera.

Además, una máquina en producción con las características de Hadrian aportaría más seguridad al proceso y ayudaría a reducir los accidentes laborales, lo que también impacta en el costo de la obra. Lo mismo con la calidad de la construcción, dado que la tecnología con guía láser que emplea Hadrian permite una precisión en la colocación de ladrillos, como se aprecia en la gráfica No. 2, suficiente para que las paredes queden bien rectas a la primera, reduciendo los costos de no calidad.

Gráfica No. 2.

   

Toda esta tecnología implica siempre inversiones y tiempo. La robótica en la construcción no ha hecho más que empezar y exigirá tiempo para afinar esta tecnología que surge ahora para que sea rentable. Al no ser un entorno controlado, una de las grandes preocupaciones en la robótica aplicada a la construcción es la seguridad. El uso de sensores para que el robot detecte la presencia de personas, sensores que lleven los propios obreros, etc.; son solo unos ejemplos de las ideas para garantizar la seguridad en la obra.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

•      “Hadrian X, el robot albañil capaz de colocar 1000 ladrillos por hora”. Ortiz (2017).
•      “El constructor del futuro se llama Hadrian y es un robot que procesa hasta 1.000 ladrillos por hora”. Pérez (2015).
•     “Los robots llegan también a la construcción 4.0”. Santamaria (2016).

Cada día las soluciones tecnológicas para darle soluciones a los diversos problemas que se le presentan a los ingenieros, arquitectos y diseñadores en general, están a la orden del día, sobre todo en aquellos proyectos de remodelación de construcciones existentes que deben adaptarse a nuevos usos, así como nuevas, en las cuales han de adaptarse sus espacios para alojar el gran número de instalaciones de todo tipo que requieren dichos espacios. 

Este el tema tratado por la Ing. Aida Fiallo, como participante del programa de Estudios para Graduados de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad del Zulia, en su artículo elaborado para la cátedra de Gestión Tecnológica de la maestría en Gerencia de Proyectos de Construcción, sobre una solución tecnológica llamada Suelo Técnico Elevado.

SISTEMA DE SUELO TÉCNICO ELEVADO

Ing. Aida. M. Fiallo

C.I. 23.455.653

Un sistema de suelo técnico es un sistema tecnológico que nace bajo las necesidades de ocultar el gran número de instalaciones de todo tipo que se generan en las edificaciones destinadas a cualquier uso, tanto recién construidas o nuevas como ya en funcionamiento y que requieren adaptarse a nuevas condiciones de habitabilidad y uso.

Ahora bien todos nos hacemos esta pregunta muy común: ¿Qué es un suelo técnico? Y la respuesta es bastante compleja, pues el suelo técnico elevado llamado también “flotante” o “falso suelo”, como se muestra en la fotografía 1; es un sistema avanzado, compuesto por baldosas que apoyadas en pedestales y/o travesaños u otros componentes, formando una estructura portante, hacen posible que pueda ser instalado en el interior de edificios.

Fotografía 1

Fue creado como se dijo anteriormente para satisfacer las necesidades tecnológicas de los espacios o locales destinados a usos mayormente técnicos, debido a la necesidad de ocultar el gran número de instalaciones que suelen aparecer en áreas de trabajo como lo son las instalaciones de electricidad y telefónicas, tuberías de diferente índole, ductos para aires acondicionados, etc.; al momento de generarse un gran cableado y demás elementos que por cuestiones de seguridad, estética y funcionalidad, deben ser ocultados y así es como surgen estos suelos técnicos elevados.

El sistema del suelo técnico está compuesto por panales modulares que se apoyan sobre soportes de acero cincado. La amplia gama de acabados de baldosas de suelo técnico lo convierten en una opción elegante y funcional para conformar los suelos de las oficinas u otros locales para uso técnico.

Los suelos técnicos están compuestos por losetas modulares generalmente de 600 x 600 mm, instaladas sobre una estructura metálica elevada o estructura portante. Dependiendo de la composición de la placa, existe la opción de realizar las losetas en otro formato.

Los panales  modulares están compuestos básicamente por  cuatro (4)  elementos principales, el núcleo, la superficie interior, el recubrimiento superior y el canto perimetral.

El núcleo del  panel puede ser en aglomerado, como se muestra en la fotografía 2, sulfato de calcio u otro material inerte. Este determina el rendimiento del sistema en relación con el fuego, su resistencia mecánica, así como el aislamiento acústico.

Fotografía 2 

La superficie inferior está hecha de aluminio o acero y tiene la función principal de proteger el panel, pero también puede ser decisiva para algunas prestaciones por ejemplo, el aluminio mejora la resistencia al fuego, el acero en cambio aumenta la resistencia mecánica.

El recubrimiento superior es la parte “visible” del piso elevado y por lo tanto debe cumplir principalmente con la elección estética del cliente, al cual se le ofrece una amplia gama de acabados, desde las más baratas, como los laminados plásticos y los recubrimientos resilientes homogéneos, hasta las más preciadas, como la cerámica, la madera, el mármol y el granito.

El canto perimetral protege al panal lateralmente contra golpes durante la manipulación, y de la humedad del ambiente. Se emplea  ABS, de diferente espesor según el modelo de loseta, también puede ser metálico en el caso de placas encapsuladas o mixto chapa-ABS en placas semi encapsuladas.

La estructura portante está compuesta por un pedestal o soporte graduable y un perfil de arriostramiento. Los pedestales son los elementos encargados de transmitir las cargas recibidas por el conjunto al suelo base, son realizados completamente en acero galvanizado y son los encargados de dotar al pavimento de la altura necesaria para el proyecto a realizar.

Por su parte los travesaños o perfiles de arriostramiento, al igual que los pedestales, están fabricados enteramente en acero galvanizado, laminado en frío, pudiendo tener forma tubular y de perfil con nervio superior y lateral para proporcionarle rigidez;, que unen por la parte superior todos los soportes o pedestales, arriostrando de esta forma el área o superficie del suelo a construir, formando un único cuerpo estable, dotando al pavimento de una mayor estabilidad y resistencia.

El sistema de suelo técnico  ofrece, las siguientes ventajas:

• Mejora estética del espacio gracias a la ocultación de las instalaciones bajo el pavimento.

• Mayor rendimiento en la colocación frente a solados tradicionales

• Movilidad del sistema en caso de cambio de oficinas.

• Fácil acceso a las instalaciones mediante ventosas.

• Permite el intercambio de piezas de una forma sencilla, el cambio en el número y ubicaciones de los puestos de trabajo, etc.

• Gran capacidad de carga mecánica.

• Posibilidad de combinar diferentes estructuras según la necesidad de cada zona.

• Excelente reacción al fuego bajo ensayos de laboratorio.

Gracias a los continuos avances tecnológicos, el uso del suelo elevado ha llegado a ser cada vez más popular, hasta hacer este producto un elemento indispensable para los edificios modernos y en particular para los locales open-space o de espacios abiertos, ya que uno de los principales objetivos de la utilización del piso flotante es proporcionar lugares de trabajo flexibles y fácilmente adaptables a los cambios.

Además, el piso elevado ofrece al diseñador o  arquitecto una gran libertad en la fase de diseño, gracias a los diferentes tipos de paneles y materiales de recubrimiento, al mismo tiempo de cumplir con los requisitos de normativas específicas, como la resistencia y reacción al fuego, así como las características mecánicas, tales como cargas concentradas y distribuidas; eléctricas para asegurar la conductividad y la estática, igualmente acústicas y no menos importante, antisísmicas.

La contaminación en las grandes ciudades no solo acelera el efecto invernadero incrementando el calentamiento global sino que afecta la salud de los habitantes de dichas ciudades, tanto en los países desarrollados como en aquellos en vía de desarrollo. Dentro de las fuentes contaminantes, la industria de la construcción es una de las principales, pero existen actualmente grandes sectores e investigadores del sector, abocados en atacar los factores contaminantes que se generan cuando se emprende un proyecto de obras, desde su inicio hasta la culminación y su posterior puesta en marcha. 

Algunas de estas investigaciones estudian el uso de procesos químicos, como el de la fotocatálisis que aplicados a los materiales usados en las construcciones, puedan hacer que estos contribuyan a disminuir la contaminación ambiental una vez culminada la obra, producto de ella misma y de factores tales como el uso de los vehículos y la producción de energía.

Este es el tema abordado por la Arq. Yugeimy Valero en su artículo elaborado como parte de la cátedra de Gestión Tecnológica, de la Maestría en Gerencia de Proyectos de Construcción del programa de Estudios para Graduados de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad del Zulia, y que publico hoy.     

FOTOCATÁLISIS

Edificios descontaminantes

Arq. Yugeimy Valero

C.I. 15.765.997

Hoy en día se ha creado más conciencia sobre el impacto ambiental de las edificaciones sobre su entorno y se ha valorado más la sustentabilidad, así como el minimizar el impacto de la contaminación en las grandes ciudades de países tales como China, España y México, entre otros.

Una de las consecuencias inevitables en la construcción e industrialización ha sido la contaminación ambiental. Tanto el proceso de edificación como el uso del inmueble, coadyuvan significativamente a la contaminación de recursos como el agua y el aire, siendo este, uno de los retos más importantes que enfrenta la industria de la construcción en el siglo XXI, por lo que ha hecho una prioridad el desarrollo de materiales de construcción que sean sostenibles, funcionales y favorables al medio ambiente.

Es por esto que muchas empresas se han interesado en la fabricación de materiales que ayuden o minimicen dicho impacto en el ambiente, lo que ha llevado a la creación de productos como los catalizadores para el concreto o las pinturas, como puede apreciarse en la figura No. 1; que no es más que el proceso foto-catalítico aplicado a la construcción, el cual permite por medio de la acción de la luz; bien sea esta de origen natural o artificial, sobre la edificación, que desaparezcan de la atmosfera los elementos gaseosos tóxicos como el Dióxido de Nitrógeno (NO2) o Dióxido de Azufre (SO2), logrando la descontaminación de los ambientes.

Figura No. 1

Un nuevo panorama se ha abierto para los materiales de construcción con el descubrimiento de la actividad foto-catalítica del Oxido de Titanio (TiO₂) en 1972. La investigación ha demostrado que estos materiales con aglutinantes especiales son capaces de absorber los iones de Dióxido de Nitrógeno (NO₂) en la superficie y transformarlos en iones inofensivos en forma de sales o nitratos, que si bien quedan en las paredes de las edificaciones o en las construcciones que utilicen este material, los mismos pueden ser removidos por la lluvia o con una limpieza de fachadas, como se muestra en la figura No. 2. Un proceso similar ocurre con los gases del tipo SO₂ o Dióxido de Azufre, así como también puede contrarrestarse la producción de ozono, causante de una serie de enfermedades respiratorias. En los últimos años se ha hecho un rápido progreso con el fin de desarrollar materiales basados en elementos foto-catalíticos.

Figura No. 2

La aplicación más famosa es la que se hizo en la iglesia "Dives de Misericordia" en Roma, la cual se muestra en la figura No. 3, diseñada por el Arq. Richard Meier. Dado que uno de los requisitos era el mantenimiento del color, se llevaron a cabo una serie de ensayos sobre mezclas de concreto y la iglesia fue inaugurada en 2002.

La iglesia es imponente debido a que alcanza una altura de veintiséis metros en sus velas, formadas por paneles prefabricados de concreto que soportan hasta doce toneladas de peso. En ella se utilizó por primera vez el cemento blanco TX Milenium creado Meier, este posee mayor resistencia que el cemento normal y posee la cualidad de auto limpiarse con partículas de luz.   

Figura No. 3.

El uso más eficaz de este concreto es evidente en obras a gran escala, donde la mayor superficie expuesta a la luz ofrece un mejor desempeño autolimpiante y descontaminante. En este sentido, los pavimentos o las fachadas de edificios en zonas urbanas sujetas a tráfico intenso son los principales ejemplos de uso. Este concreto proporciona un beneficio ambiental sorprendente y es el de poder ayudar a tener un aire más limpio, lo cual hoy por hoy es muy importante. Numerosos productos se encuentran en el marcado hoy en dia como el TiO₂, EcoForte, basados en este sistema de catalizador de concreto.

Bibliografia

·         https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/84141/Mem%C3%B2ria_LisbonaLucia%20Espiga.pdf

·         http://www.forte.es/documentos/120/DOSSIER%20cemento%20TXX.pdf

·         http://blog.360gradosenconcreto.com/concreto-fotocatalitico-ofreciendo-ventajas-importantes-construccion/

http://www.ecoticias.com/bio-construccion/108732/Fotocatalisis-construyendo-edificios-descontaminantes

Hoy publico el artículo elaborado por el maestrante Ing. Juan Herrera para la cátedra de Gestión Tecnológica del programa de Estudios para Graduados en la maestría de Gerencia de Proyectos de Construcción de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad del Zulia, sobre la aplicación de la tecnología de realidad aumentada en el campo de la construcción.

APLICACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE REALIDAD AUMENTADA EN EL CAMPO DE LA CONSTRUCCIÓN

Juan Herrera

CI: 18.723.007

La Tecnología de “Realidad Aumentada” (RA), en líneas generales consiste, en la superposición de gráficos generados por computadora sobre un entorno de la realidad, como se puede apreciar en la figura 1. El término fue originalmente establecido a inicios de los años 90 por el investigador de Boening, Tom Caudell, quien para la fecha participaba en el desarrollo de la compañía en mejoras para sus procesos de fabricación, a través del uso de un software para desplegar planos de cableado sobre piezas ya producidas.

Figura 1. Aplicación basada en la tecnología de Realidad Aumentada (RA)

Entrado el siglo XXI, esta tecnología fue ganando más y más interés. Al mezclar lo virtual con el mundo real en diferentes proporciones, la realidad aumentada permitía un nivel de inmersión que ninguna tecnología de realidad virtual podía proporcionar en ese momento. Los sistemas RA ya incluso se utilizaban en aplicaciones para cirugía, inspección de entornos peligrosos y algunas ramas de la ingeniería, entre otros; sin embargo, sólo operaban en interiores y cubrían áreas relativamente pequeñas.

Hoy en día, los importantes avances en computación, la visión y la tecnología inalámbrica permiten a los investigadores trabajar en el desarrollo de sistemas RA aplicables en exteriores, que podrían respaldar el análisis y toma de decisiones en escenarios complejos. Entre los principales beneficios de la utilización de dichos sistemas resaltan la obtención de data “in situ” y de información geográfica en 2D y 3D.

Resulta entonces irrefutable la consideración de una gran variedad de beneficios o aplicaciones a partir de esta tecnología en el campo de la construcción. Es evidencia de esto, la previa experimentación por parte de arquitectos con ella, en busca de la optimización en el diseño de edificios.

Uno de los pioneros en este ámbito ha sido Greg Lynn, arquitecto y catedrático de la Escuela de Artes y Arquitectura de la Universidad de California en Los Ángeles, quien en 2016 fue seleccionado para representar a Estados Unidos en el pabellón de la Bienal de Arquitectura de Venecia. En dicho evento, como se observa en la figura 2; Lynn aportó innovación presentando un futurista complejo arquitectónico que había previamente concebido con ayuda de las gafas de realidad aumentada Microsoft HoloLens. Así como Lynn, debemos estar convencidos de que la próxima revolución de la realidad aumentada no solo será en arquitectura, sino que afectará a todo el sector de la construcción. 

Figura 2. Greg Lynn y su modelo del “Centro de la Realización, el Conocimiento y la Innovación”.

Herramientas convencionales como la cinta métrica, considerada un indispensable para todo trabajador de la construcción, podría ya estar entrando en una etapa de obsolescencia, gracias a aplicaciones móviles como  MeasureKit o Stanley Smart Measure Pro, entre otras, que en el futuro cercano estarán al alcance de todo aquel con un dispositivo móvil a su disposición. Hasta los rollos de planos podrían en algunos años pasar a tener un papel secundario por detrás de sus homólogos virtuales, con los que también se podrá interactuar en el espacio físico mediante la realidad aumentada, como se observa en la figura 3.

Figura 3. Aplicación de tecnologías de Realidad Aumentada en sitios de obra.

A pesar de que en un inicio se cuestione la disposición de las organizaciones para adoptar estas tecnologías, existen ya algunos casos en los cuales se demuestra los potenciales beneficios de su uso.

Uno es el caso de la constructora estadounidense Gilbane quien se atrevió a invertir en la compra de gafas de Microsoft HoloLens. Los miles de dólares invertidos representaron luego sumas mayores en ahorro gracias al uso de estas gafas, ya que les ayudaron a detectar fallos a la hora de computar el material de un edificio en la ciudad de Boston que les hubiera costado tiempo y dinero enmendar. Sólo con la identificación de ese error, Gilbane logró amortizar la inversión efectuada en la adquisición de la tecnología.

Si bien es prudente pensar que precisará de un gradual período de transición, cada vez serán más y más las grandes empresas de la construcción que se verán en la necesidad de adoptar el uso de estas tecnologías, lo cual a su vez conllevará a un seguimiento por parte de las PYMES a la aplicación de las mismas. Todo dependerá, en gran parte, del continuo desarrollo de las tecnologías de RA y del incremento de su grado de accesibilidad.

Referencias Bibliográficas

§  Zlatanova, S. (2002). Augmented Reality Technology. Publicación disponible en: http://www.gdmc.nl/publications/reports/GISt17.pdf

§  Silva, R; Oliveira J.C.; Giraldi G (2003).  Introduction to Augmented Reality.  Publicación disponible en: http://lncc.br/~jauvane/papers/RelatorioTecnicoLNCC-2503.pdf

§  Frearson, Amy. (2016). Augmented reality "will change the way architects work" says Greg Lynn. Publicación disponible en: https://www.dezeen.com/2016/08/03/microsoft-hololens-greg-lynn-augmented-realityarchitecture-us-pavilion-venice-architecture-biennale-2016/

§  Equipo de Redacción de Arcus Global. (2016). ¿Realidad aumentada en la construcción?. Publicación disponible en: http://www.arcus-global.com/wp/realidad-aumentada-en-la-construccion/

§  Higgins, Adam. (2017). 7 Major Construction Technology Innovations to Watch in 2018. Publicación disponible en: https://connect.bim360.autodesk.com/construction-innovation-2017

Hoy publico otro de los articulos elaborados para la cátedra de Gestión Tecnológica del postgrado de Gerencia de Proyectos de Construcción de la Facultad de Arquitectura y Diseño de la Universidad del Zulia. El mismo fue abordado por el Ing. Juan Rivas y trata sobre la utilización de tecnología en materiales como ladrillos o bloques para la construcción de la tabiquería o paredes en las edificaciones y que a su vez actúan como elementos de refuerzo antisísmico.

Tecnología antisísmica SISBRICK

Ing. Juan Rivas

C.I 19.442.762

SISBRICK es un aislador sísmico con forma de ladrillo o bloque convencional. Está formado por una matriz cuya especial formulación le confiere propiedades para conseguir el aislamiento sísmico buscado. A esto también contribuyen los elementos insertados en su matriz, dotándolo de mejoradas propiedades para el comportamiento fuera del plano.

La tabiquería interior de las viviendas es habitualmente considerada como un elemento no estructural por muchas normativas sismo resistentes, por lo que no suele tenerse en cuenta en los cálculos de diseño de los edificios. Sin embargo, numerosos artículos científicos de investigación, así como la observación de los daños producidos por terremotos en edificios, ponen de manifiesto que la tabiquería no estructural tiene gran influencia en el comportamiento sísmico de las edificaciones, pudiendo llevar a fallos estructurales no previstos.

La normativa indica que cualquier elemento que pueda influir de esta manera en la respuesta sísmica de toda construcción, debe considerarse en los cálculos de la misma o aislarse sísmicamente del resto de la estructura para que de esta manera no influya en su respuesta sísmica.

Sin embargo, a falta de otros condicionantes, su consideración en los cálculos no parece adecuada, puesto que la tabiquería interior puede existir o no, quitarse o ponerse según los gustos o necesidades de los propietarios de las viviendas. Además, reproducir el comportamiento mecánico de la tabiquería es un problema realmente complejo y sin solución en la actualidad, no existiendo modelos prácticos que representen adecuadamente el comportamiento de la mampostería en caso de un terremoto y recojan el daño evolutivo que se va produciendo conforme el sismo avanza. Por ello, parece razonable buscar el aislamiento sísmico de la tabiquería interior respecto a la estructura del edificio para evitar su interacción.

Investigadores de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) han diseñado y patentado Sisbrick, un nuevo dispositivo –con forma de ladrillo– que permite mejorar la respuesta de los edificios frente a terremotos. La clave reside en la combinación de materiales de modo que se consigue un comportamiento dual. Sisbrick absorbe los movimientos horizontales debidos a un sismo y soporta las cargas verticales que actúan sobre la estructura de los edificios. Al tener forma de ladrillo convencional, puede ser colocado utilizando las técnicas tradicionales de construcción de tabiques, sin necesidad de operaciones especiales ni productos adicionales.

Sisbrick está formado por una matriz cuya formulación le confiere propiedades para conseguir el aislamiento sísmico buscado. Según las pruebas realizadas en el instituto ICITECH, los cerramientos construidos con estos dispositivos tienen un comportamiento frente a los sismos, más próximo al que realmente se calcula cuando se proyecta un edificio y presentan una gran capacidad de absorción de movimientos. En el laboratorio se han conseguido movimientos del orden de hasta tres veces mayores con el empleo del 'ladrillo aislador' que sin él, reduciéndose considerablemente las tensiones soportadas por el tabique de prueba.

La utilización de este sistema de aislamiento sísmico para las edificaciones, ofrece numerosas ventajas, entre las cuales se pueden mencionar:

• ·         Protección de pilares o columnas frente al esfuerzo de corte producido por la formación de bielas diagonales de compresión en caso de sismo.
• ·         Protección de tabiques al dificultar la formación de bielas de compresión en caso de terremoto.
• ·         Reducción de las tensiones que aparecen en los tabiques.
• ·         Permite que la respuesta sísmica de la estructura sea más parecida a como fue prevista durante la fase de diseño.
• ·         Permite la utilización de los métodos habituales de cálculo basados en la formación de rótulas plásticas.
• ·         Permite el cumplimiento de la normativa sísmica que indica que se deben considerar o aislar aquellos elementos de construcción que puedan afectar en la respuesta sísmica de la estructura.
• ·         Permite flexibilidad arquitectónica, al poder poner o quitar tabiques sin necesidad de recalcular la estructura original, pues facilita el aislamiento estructural.
• ·         Contribuye a la reducción pérdidas económicas y humanas en caso de terremoto.
• ·         Permite irregularidades en la distribución de tabiquería, tanto en planta como en alzado, que afectan a la rigidez global del edificio y pueden dar lugar a esfuerzos adicionales de torsión.
• ·         Permite la absorción de movimientos no previstos de la estructura, como asientos, retracción o fenómenos geológicos, reduciendo tensiones en los tabiques.
• ·         La repercusión económica de su utilización en el coste global de un edificio de tipo medio es muy reducida.
• ·         Se mantiene la manera tradicional de construcción de tabiques, por lo que no es necesario cambiar los procedimientos constructivos.
• ·         Su aislamiento térmico y acústico es superior al del ladrillo convencional.

Respuesta estructural sísmica

Cuando se produce un terremoto sobre un edificio construido a base de pórticos de concreto armado o metálico, se produce un desplazamiento horizontal relativo entre una planta y la siguiente, denominado comúnmente ‘deriva’ o ‘drift’, como se puede apreciar en la figura 1. La deformación y los esfuerzos que se producen como consecuencia de las fuerzas horizontales introducidas sobre la estructura resistente suelen tenerse en cuenta en los cálculos sísmicos. 

          Fig. 1. Deformación del pórtico frente a fuerzas horizontales.   

Sin embargo, cuando los pórticos se encuentran rellenos con tabiques de ladrillo o bloque, la estructura global se rigidiza en conjunto y la respuesta sísmica es distinta a la prevista en los cálculos sin considerar la tabiquería interior. La deriva de cada planta produce en los tabiques, como puede apreciarse en la figura 2, unas bielas de compresión cuyos extremos terminan en la cabeza y base de los pilares que conforman cada marco cerrado.

Fig. 2. Deformación del pórtico coaccionado por la tabiquería interior.
(Izquierda) Bielas diagonales de compresión actuando sobre cabeza y base de columnas. (Derecha) Daños habituales en pilares y tabiquería.

Estas bielas diagonales van alternando entre las cuatro esquinas de los marcos según se desarrolla el sismo, y son capaces de producir unas peligrosas y no previstas roturas por cortante en las cabezas de los pilares, como se ha constatado en muchos terremotos, además de dañar considerablemente los tabiques, como se muestra en la figura 3.

Figura 3. Daños en columna y tabiquería ocasionados por bielas diagonales durante un sismo.

Respuesta estructural sísmica utilizando SISBRICK.

Con la utilización de SISBRICK, se permite la deformación del pórtico estructural sin la coacción total de la tabiquería, por lo que se dificulta que aparezcan las muy peligrosas bielas diagonales de compresión y el pórtico se comporta de manera similar a como se ha calculado sin la interacción de la tabiquería. Se facilitan así los giros de los nudos y que se puedan desarrollar los modos de fallo en estado límite último, previstos en la fase de diseño con los modernos métodos de cálculo basados en la formación de rótulas plásticas.

Modo de uso.

El ladrillo SISBRICK es colocado en la obra de la manera tradicional, como si de un ladrillo cerámico o bloque se tratara. La tabiquería es realizada con los materiales habituales, con el uso de la técnica convencional y es dispuesto un número reducido de estos elementos tecnológicos SISBRICK en lugares clave del tabique para conseguir el aislamiento sísmico deseado. De este modo SISBRICK se encarga de absorber los movimientos relativos entre el tabique y la estructura del edificio, protegiendo los pilares del cortante introducido por las bielas diagonales de compresión y reduciendo las tensiones en los tabiques.

El sistema de aislamiento sísmico SISBRICK está formado por dos tipos de elementos. Están los elementos que van en contacto con los pilares, los de color azul en la figura 4, que permiten la absorción de movimientos horizontales; y los elementos que van en contacto con las vigas, los de color rojo en la figura 4, que permiten la absorción de movimientos verticales.

Figura 4. Disposición de elementos antisísmicos SISBRICK en paredes.

Se recomienda igualmente usar el sistema de aislamiento sísmico SISBRICK en caso de tabiquería no completa, como se aprecia en la figura 5; y que pueda dar lugar a la formación de pilares cortos, como en el caso de ventanales.

Figura 5. Tabiquería no completa.

Así mismo el ritmo rápido de construcción puede dar lugar a que se produzcan esfuerzos no previstos, tanto en los tabiques como en la estructura. Durante la fase de retracción de la estructura de hormigón, y con la tabiquería ya construida, pueden producirse dilataciones en la tabiquería por humedad o cambios de temperatura, lo cual lleva a la aparición de fisuras en la tabiquería o en los pilares de la estructura.

Dadas sus características mecánicas, este tipo de bloque SISBRICK puede disponerse en la parte superior de los tabiques, como se muestra en la figura 6, lo que permite absorber las deformaciones producidas en la estructura (vigas) durante sus primeros tiempos de vida, a partir de su ejecución, evitando las fisuras o grietas.

Figura 6. Sistema SISBRICK en contacto con viga de carga.

Podemos concluir que la tecnología cada día se coloca de la mano de Ingenieros, Arquitectos y profesionales de la construcción, para que las edificaciones además de satisfacer las necesidades de solución de viviendas en las que actualmente se encuentra la región, también sean más seguras y cumplan fielmente la normativa antisísmica de cada uno de nuestros países. 

BIBLIOGRAFÍA

www.sisbrick.com

Urdaneta, Fernando (2007). Diseño de estructuras sismo resistentes.

Delgado, Sebastián (2009). Construcción de edificaciones de concreto Armado.