19/02/2013 - Ensayos para conocer el nivel de seguridad de las fachadas de cristal

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La actual tecnología permite construir grandes fachadas de vidrio traslucidas o totalmente transparentes que aprovechan la luz natural y reducen el coste energético de los sistemas de iluminación instalados.

Pero es necesario preguntarse por su seguridad y cómo responderían por ejemplo en caso de rotura masiva, como por ejemplo la originada por una onda expansiva, y cómo puede afectar esta rotura a las personas que se encuentren en las instalaciones.

Para tratar de analizar estos aspectos, investigadores alemanes del Ernst-Mach Institute (EMI) han prestado atención a este aspecto en la construcción de un nuevo complejo de edificios en San Francisco. En esta ciudad, al igual que muchas otras en todo el mundo, está en continuo cambio, constantemente se derriban edificios para construir otros en su lugar, dando paso a nuevas estructuras.

En esta ciudad se está desarrollando un nuevo complejo de edificios, el primero de los cuales estará ubicado donde hasta hace poco se situaba la terminal de tren de San Francisco Transbay, y será una estructura de cinco pisos de alto con fachada de cristal sobre una zona de veinte mil metros cuadrados y un parque acristalado en el techo.

En una segunda fase se construirá un rascacielos, y con el objetivo de averiguar si la estructura de cristal sería capaz de soportar el estallido de una bomba u otra explosión, un gabinete de ingeniería neoyorkino encargó un estudio sobre su seguridad a un equipo científico del Instituto Fraunhofer de Dinámicas de Alta Velocidad (Ernst-Mach Institute, EMI), situado en Efringen-Kirchen, al suroeste de Alemania.

Ensayos con ondas de choque

Los investigadores analizaron la seguridad de estructuras de vidrio utilizando para ello el túnel para la producción de ondas de choque Blast-STAR. En él ensayaron la resistencia a la presión producida por explosiones ubicadas a diferentes distancias, analizándolas sobre diferentes estructuras de acristalamiento, según explicó Oliver Millon, investigador del EMI.

La tecnología utilizada cuenta con una sección de propulsión (de alta presión) y una sección de tracción (baja presión) separada por un diafragma de acero. El aire se comprime en la sección de propulsión hasta alcanzar una presión de hasta 30 bar. Esta configuración permite someter al objeto de estudio a una presión de carga de 2,3 bar. Cuando los operarios alcanzan la cantidad de presión deseada el diafragma de acero se rompe, el aire escapa a gran velocidad a través de la sección de tracción y choca con el objeto a estudio, situado al final del túnel, a modo de frente de onda de choque plana.

En un primer momento el vidrio retrocede y posteriormente, al ceder la presión, sufre un proceso de absorción hacia adelante. La presión marcada por el equipo en la sección de propulsión permite simular detonaciones con distintas cantidades de explosivos a varias distancias del edificio, desde cien a dos mil kilogramos de TNT a distancias de entre treinta y cinco a cincuenta metros del edificio.

«A pesar de que la tecnología del túnel para la producción de ondas de choque se conoce ampliamente, sólo existen unos pocos túneles como este en todo el mundo», informó Millon. «Las presiones en extremo elevadas que se producen en ellos provoca que su fabricación y utilización posean una complejidad enorme.» Por ejemplo, el dispositivo debe soportar cambios de presión abruptos en toda la extensión de una superficie amplia y las secciones de vidrio que pueden probarse pueden alcanzar los nueve metros cuadrados. «Además, es necesario generar un frente de onda de choque plana en la sección de vidrio a estudio, o lo que es lo mismo, la onda de choque ha de alcanzar cada parte del vidrio al mismo tiempo.» Para lograrlo se efectuaron simulaciones informáticas previas a la construcción del túnel y se comprobaron los resultados mediante mediciones en la instalación una vez construida.

Certificar los materiales

Las investigaciones realizadas con el fin de elegir las estructuras de vidrio más adecuadas para la terminal San Francisco Transbay ya han concluido, y se procederá a otras nuevas para obtener una demostración certificada de la resistencia a ondas expansivas de los tipos de panel seleccionados durante la fase de la construcción.

Los responsables del proyecto señalan que Europa se sitúa al frente de la tecnología de construcción ecológica e impulsa el desarrollo de técnicas de construcción sostenibles. Investigadores europeos continuarán el estudio de la seguridad de los paneles de vidrio en condiciones extremas para garantizar que la construcción sostenible alcance los mejores niveles de seguridad.

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Instituto Fraunhofer de Dinámicas de Alta Velocidad

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