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Un nuevo uso para los neumáticos reciclados: luchar contra los terremotos

Aprovechar el caucho de los neumáticos usados para crear cimientos baratos y sismorresistentes que eviten el derrumbe de los edificios en un terremoto. Es el objetivo de un equipo de la Universidad de Napier, en Edimburgo (Reino Unido), en el que participa el científico español Juan Bernal-Sánchez. Una idea que aúna ecología y economía para salvar vidas en uno de los desastres naturales que más muertes causa en el mundo.

Los terremotos son uno de los desastres naturales más letales a nivel global: aunque sólo representaron el 7,5% de estos sucesos entre 1994 y 2013, causaron el 37% de las muertes, según el Informe Anual Estadístico de Desastres de la Universidad Católica de Lovaina (UCL). Los países en desarrollo son los que más sufren sus consecuencias, al carecer de edificaciones y de una planificación urbana adecuadas.

El ingeniero civil murciano Juan Bernal-Sánchez forma parte de un equipo de la Universidad escocesa de Napier que lleva ya cuatro años de trabajo en un sistema barato y eficaz que aumente la sismorresistencia de los edificios y reduzca el número de muertes y daños materiales. Para ello trabajan en unos cimientos elaborados con la tierra de la zona de las edificaciones y caucho de neumáticos de desecho, una mezcla que absorbe las vibraciones sísmicas y reduce las posibilidades de derrumbamiento: “Nuestros cálculos preliminares indican que una capa de mezcla de caucho y tierra de entre uno y cinco metros de espesor debajo de un edificio reduciría la fuerza máxima de aceleración horizontal de un terremoto entre un 50% y un 70%”.

La mezcla de caucho y tierra aúna varias propiedades vitales en un seísmo

La mezcla de caucho y tierra aúna varias propiedades vitales en un seísmo. Como explica el científico: “el terremoto hace que el caucho se deforme, absorbiendo la energía de las vibraciones de manera similar a cómo ocurre en un coche diseñado para contraerse en un choque y proteger a las personas en su interior. Por otra parte, la gran rigidez de las partículas de arena del suelo y la fricción entre ellas ayuda a mantener la mezcla consistente, capaz de resistir los posibles asentamientos en el subsuelo”. Asimismo, esta mezcla evita el fatal fenómeno de resonancia cuando la frecuencia de vibración del seísmo coincide con la natural del edificio: “Si las vibraciones coinciden, se retroalimentan entre sí, amplificando dramáticamente el temblor procedente del terremoto y provocando el colapso de la estructura, como ocurrió en el famoso caso del puente de Tacoma Narrows en 1940”.

La idea es doblemente ecológica y económica. Por un lado, se aprovechan los residuos de los neumáticos fuera de uso (NFU), que si no son gestionados de forma adecuada acaban en vertederos ilegales y al arder liberan grandes cantidades de dióxido de carbono (CO2) y gases tóxicos. Por otro lado, se consigue un cimiento que puede adaptarse de manera sencilla incluso a edificios ya construidos y por poco dinero. La idea es tan buena que no son los únicos en intentarlo, como reconoce el propio Bernal-Sánchez: “Hace 10-15 años que comenzó a circular, con gente trabajando sobre todo en las áreas más afectadas por terremotos, como India, Japón, China, Irán y América”.

Cómo trabajan los investigadores

En la actualidad, el equipo del investigador español trabaja en tres experimentos para obtener la mezcla más eficaz y económica: “Hemos visto que la introducción de goma reduce la rigidez de la arena a cambio de aumentar la capacidad de disipar energía. Es el mayor logro que hemos obtenido por el momento”.

Asimismo, están poniendo a prueba dicha capacidad “en un modelo lleno de un tipo de arena especifico donde hemos construido encima un edificio a escala 1:20. Estamos viendo cómo en terremotos específicos, dependiendo de la frecuencia a la que vibre el terremoto, la introducción de goma disipa entre un 30% y un 50% las aceleraciones horizontales que recibimos en la superficie de nuestro edificio”.

En la tercera parte del proyecto, los científicos utilizan simulaciones por ordenador para definir las propiedades de diversos terrenos con los ensayos realizados: “aplicamos sobre ese terreno un terremoto tipo de los registrados en los últimos 60 años, y vemos cómo cambiando las condiciones de nuestra cimentación caucho-arena se puede optimizar y al mismo tiempo reducir las vibraciones en nuestro edificio virtual”.

Principales desafíos para verlo en la práctica

Este sistema podremos verlo en la práctica en un periodo de entre diez y veinte años, asume Bernal-Sánchez: “Tenemos que estar 100% seguros de que funciona y de que es viable y asequible para todo el mundo, aunque cuanta más gente se encuentre a bordo, ya sean instituciones como la nuestra o empresas privadas, ese tiempo se reducirá”.

El siguiente paso es ponerlo a prueba con proyectos de mayor tamaño, “para lo que hace falta mayor inversión externa, la cual esperamos obtener en los próximos 2-3 años. Cuesta mucho convencer a alguien de que un proyecto de investigación se puede llevar de verdad a la práctica, es el mayor desafío que tenemos por el momento”.

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