Pensar en grande: ¿Cómo se comportan los edificios de madera frente a los terremotos?

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22 de Mayo, 2023

Diego Valdivieso, ingeniero candidato a doctor de la PUC y la Universidad de Colorado en Boulder, Estados Unidos, consiguió el año pasado el tercer lugar en el IX Concurso de Ingeniería y Construcción del tradicional certamen de Madera21 de Corma con la tesis “Evaluación experimental del comportamiento de muros no planares en T de entramado ligero de madera”. El profesional señaló que este estudio podría ayudar a replantear los requisitos sísmicos y de diseño en la normativa actual chilena. Para explicar su idea, usó el cuento de “Los tres cerditos”.

 

El proyecto que presentó Diego Valdivieso para el IX Concurso de Ingeniería y Construcción del tradicional certamen de Madera21 de Corma fue parte de su tesis doctoral y se centró en evaluar cómo se comportan los edificios de madera de varios pisos frente a los terremotos. 

Específicamente, quiso estudiar el efecto del acoplamiento tridimensional entre los muros (3D-SWCE) y entre los muros y las losas (3D-WDCE) en la respuesta de los edificios. Estos efectos tridimensionales se presentan en muros que no son planos, como los que tienen forma de T, L o U, que son comunes en este tipo de construcciones.

“Adicionalmente, los muros de los edificios están cubiertos por diferentes capas, como placas de yeso, que se utilizan para proteger contra incendios. En el proyecto de tesis doctoral, Diego Valdivieso quiso evaluar cómo estas capas adicionales afectan la respuesta de los muros de madera. El objetivo es que, una vez que el proyecto esté terminado, los resultados obtenidos se puedan incorporar a los modelos analíticos existentes. Esto permitiría a los ingenieros considerar los efectos de acoplamiento y placas de yeso en sus diseños y lograr una mayor eficiencia estructural en los edificios de madera de mediana altura en Chile, impulsando así el desarrollo de este tipo de construcciones en el país.”

¿Cómo explicarías tu proyecto a una persona no experta en ingeniería?

Mi proyecto de tesis es como una versión actualizada del cuento de los tres cerditos. En este cuento, se plantea que las casas de los cerditos son derribadas por el soplido del lobo. En mi investigación, quiero mostrar que una estructura de madera puede resistir sin problemas los efectos de los terremotos.

En el cuento original, cada cerdito trata de enfrentar al lobo por separado, y sus casas no son lo suficientemente fuertes para resistir su embate. Sin embargo, si los tres cerditos trabajan juntos y construyen una casa resistente, el lobo no podrá derrumbarla. Lo mismo sucede en un edificio real: para diseñar edificios de madera de mediana altura en zonas sísmicas, los ingenieros deben reconocer que los elementos estructurales, como los muros y las losas, deben trabajar de manera colaborativa y acoplada para resistir las fuerzas del terremoto, o en nuestro caso, el “lobo”.

En resumen, mi proyecto busca estudiar cómo los elementos estructurales de un edificio de madera trabajan en conjunto para resistir las cargas causadas por los terremotos. Queremos que los ingenieros reconozcan y consideren los efectos de acoplamiento tridimensionales de los muros y las losas, para poder diseñar edificios eficientes y seguros desde un punto de vista estructural.

 

Estado de la Investigación

Actualmente la investigación de Diego Valdivieso se encuentra en una etapa avanzada. Está realizando el doble grado en la University of Colorado at Boulder, donde se está enfocando en la transferencia de los resultados experimentales obtenidos en el laboratorio de estructuras de la Pontificia Universidad Católica. Para ello, está trabajando en la publicación de estos resultados para que puedan ser conocidos por la comunidad académica después de pasar por un proceso de revisión entre sus pares.

 

“Parte de los avances de mi investigación se están aplicando en un proyecto en Puerto Rico, el cual está siendo desarrollado en la University of Colorado at Boulder. En este proyecto, se están considerando los efectos del acoplamiento tridimensional, teniendo en cuenta también el impacto de vientos huracanados.

En resumen, estoy en la etapa de difusión y publicación de los resultados obtenidos, así como en la aplicación de estos avances en un proyecto específico relacionado con los efectos tridimensionales en estructuras en Puerto Rico”, señaló el profesional.

Los planes futuros de Diego Valdivieso son ambiciosos y lo explica de esta manera: “Me gustaría que los conceptos de acoplamiento tridimensional que hemos estudiado sean considerados en los códigos de diseño actuales en Chile, y si me permite soñar, a nivel mundial”.  En el mediano plazo, dice que se enfocará en abordar los aspectos de este estudio para la reevaluación de los requisitos sísmicos y de diseño en la normativa nacional. 

“Mi objetivo es evaluar la inclusión de los efectos de acoplamiento y capas de yeso cartón en los factores de desempeño sísmico y proponer procedimientos de diseño específicos para muros no planares, como los de forma de T, L y U”, especificó.

Además, espera continuar el desarrollo de este proyecto en la siguiente etapa de su carrera profesional como profesor en una universidad o como estudiante de postdoctorado: “Quiero seguir investigando y contribuyendo al avance de la construcción con madera, promoviendo la implementación de diseños más eficientes y seguros en el campo de la ingeniería estructural”.

La línea de investigación de Diego Valdivieso es guiada por los profesores en Chile Diego López-García y Pablo Guindos de la PUC. Su tutora en Estados Unidos es la profesora Abbie Liel. Contó con el apoyo del profesor José Luis Almazán (PUC) en la fase experimental del proyecto. El ingeniero destacó también el apoyo del equipo del Dictuc (laboratorio de estructuras de la PUC), el equipo de investigación del CIM-UC y el CENAMAD, en particular a Jairo Montaño, Matías Alarcón, Nicol López y Raúl Araya.”

“Todo este equipo me brindó su apoyo en la planificación y ejecución de la parte experimental de este proyecto de tesis. Además, los ensayos contaron con el respaldo económico y técnico de empresas como Tecno Fast y Simpson Strong-Tie Chile, así como el apoyo de la UC a través de proyectos semilla”, señaló Diego Valdivieso. 

El papel de los profesores guías fue crucial en el proceso: “Todos ellos han guiado y aconsejado en la ejecución exitosa de la investigación dentro del plazo acotado de mi estudio doctoral. Además, han brindado un valioso apoyo emocional y académico, que resulta fundamental para completar con éxito la formación doctoral”, puntualizó Diego Valdivieso.

 

¿Qué significó para su carrera plantear este estudio y ser premiado en la Semana de la Madera?

“Plantear este estudio y ser premiado en la Semana de la Madera significó mucho para mi carrera. Creo firmemente que la industria de la construcción debe avanzar hacia soluciones estructurales que permitan construir de manera sostenible y abordar el déficit habitacional de manera segura. En ese sentido, considero que las edificaciones de madera requieren un mayor desarrollo e investigación en nuestro país. El hecho de recibir reconocimiento en la Semana de la Madera fue un estímulo para continuar con mi investigación. Me motiva saber que mi trabajo está siendo valorado y me impulsa a seguir trabajando por el desarrollo de la construcción con madera en Chile y en todo el mundo. Es un campo en el que deseo aportar y contribuir a través de mi investigación doctoral.


Por Redacción Madera21

 

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