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Desarrollado en España un modelo numérico que estudia los efectos de explosiones en estructuras de hormigón

Muchos de los recientes atentados terroristas que han tenido lugar en entornos urbanos han provocado la destrucción de grandes estructuras de hormigón que formaban parte de edificios u otras construcciones. Para analizar el comportamiento de este material la Universidad Politécnica de Madrid ha desarrollado un modelo numérico que estudia el efecto de las explosiones en estas estructuras.

Concretamente el Grupo de Explosivos de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Minas y Energía de la UPM ha creado este modelo en el marco del proyecto SEGTRANS, que ha recibido financiación del Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), dentro del programa Fondos Tecnológicos y Programas Integrados.

Disponer de una herramienta como esta servirá para predecir cómo se comportan las losas de hormigón en diferentes configuraciones frente a los efectos de explosiones. De esta manera se podrán diseñar mejores materiales o reforzar las estructuras existentes.

Teniendo en cuenta la importancia del hormigón armado como material de construcción actual, poder conocer los efectos de las bombas o dispositivos explosivos improvisados (IEDs por sus siglas en inglés) permitirá analizar la vulnerabilidad de este tipo de estructuras. Existen varias formas de solucionar esta vulnerabilidad que pasan por añadir fibras al hormigón como refuerzo interno o revestirlo con materiales. En el primer caso se crea hormigón reforzado al incluir acero, carbón, vidrio o polipropileno, mientras que en el segundo se forra el hormigón con chapa de acero o espuma de aluminio.

Dado el coste de estas modificaciones, conocer la mejor forma de aprovechar estos refuerzos supone también un recurso valioso para optimizar los recursos disponibles. El Grupo de Explosivos ha realizado evaluaciones en las instalaciones militares de investigación del Instituto Tecnológico de la Marañosa (ITM), mediante ocho ensayos de las modificaciones anteriormente descritas. Un software informático realizó el modelo numérico del comportamiento del hormigón en diferentes configuraciones arrojando un error del 12 % entre lo simulado y los resultados del ensayo real.

Una de las conclusiones a las que se llegó fue que la protección pasiva (uso de chapas de acero en el exterior del hormigón) no es la mejor solución pues se produce un aumento en el área de daño (spalling) al concentrarse la presión en los extremos de esa chapa. Se espera que con herramientas como esta se puedan diseñar mejores ensayos con los que evaluar el comportamiento de las construcciones o diseñar soluciones pasivas en edificios ya construidos.

El estudio ha sido publicado en el International Journal of Impact Engineering bajo el título “Air blast resistance of full-scale slabs with diferent compositions: Numerical modeling and fiel validation” de R. Castedo; P. Segarra; A. Alañón; L.M. López; A.P. Santos and J.A. Sanchidrián. (José Mª Navarro García)


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