Edificios que diagnostican su propio estado interior

Era de esperar que las nuevas tecnologías cambiasen las construcciones. Algunas se están aplicando a mejorar la eficiencia energética de los edificios, otras incluso para intentar que las casas se reparen solas.

El Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, Estados Unidos) es uno de esos centros avanzados en los que se está aplicando las nuevas tecnologías a edificios.

En él, Oral Buyukozturk, profesor del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de dicho centro, y su equipo han desarrollado un modelo computacional que interpreta y da sentido a las vibraciones ambientales (por ejemplo, de los camiones que pasan cerca de los edificios o de movimientos de tierra) para buscar signos de daño o tensión mecánica en las construcciones. El modelo puede ser usado para monitorear el ‘estado de salud’ de los edificios continuamente.

Monitoreo continuo

Cuando un terremoto o el paso de un camión hacen retumbar a un edificio, las vibraciones pueden viajar hasta el techo de la estructura y generar temblores transitorios a través de pisos intermedios y vigas.

El nuevo sistema permite, después de eventos como estos, calibrar de manera inmediata esos cambios que han provocado los movimientos del entorno, así como los daños que estos hayan provocado en el sistema.

Gracias a él, es posible monitorizar continuamente los edificios, para generar una  base de datos de su salud, que sería como la cartilla del médico.

Sistema nervioso incrustado

Más concretamente, el sistema tiene dos partes. Por un lado, está el modelo computacional mencionado, en el que se incluyen todo tipo de parámetros y datos sobre los edificios, como la fuerza y ​​la densidad de sus muros, vigas, escaleras en cada piso, etc.

Por otro lado, a los edificios se les colocarían  acelerómetros que detectarían vibraciones y movimientos en ellos, desde los cimientos hasta los techos o tejados. Según los autores del avance, estos sensores representarían “un sistema nervioso incrustado”.

De momento, los investigadores del MIT han probado ya el sistema en un edificio del propio centro de investigación, el llamado Green Building, que es una construcción de 21 pisos hecha completamente de hormigón armado, y diseñada en la década de 1960. Para ello, han usado 36 acelerómetros.

Edificios que se autodiagnostican

También han elaborado una simulación por ordenador de dicho edificio y se han introducido en ella las vibraciones que podrían afectarle. El modelo ha permitido predecir cómo reaccionaría el edificio y sus diversos elementos a dichas vibraciones. En principio es seguro, aseguran los científicos, pero está sujeto a un poco de vibración, sobre todo en los pisos superiores.

El equipo tiene previsto ahora verificar ahora su modelo computacional con experimentos en laboratorio, en concreto con una réplica de 4 metros de altura de la estructura de un edificio. El objetivo final: que se puedan construir edificios equipados con sensores y algoritmos de procesamiento central, que sean inteligentes, puedan ‘registrar’ su propia salud en tiempo real y, posiblemente, sean resistentes a fenómenos extremos.

Referencia bibliográfica:

Hao Sun, Aurélien Mordret, Germán A. Prieto, M. Nafi Toksöz, Oral Büyüköztürk. Bayesian characterization of buildings using seismic interferometry on ambient vibrations. Mechanical Systems and Signal Processing (2017). DOI: 10.1016/j.ymssp.2016.08.038.