¿Existen viviendas resistentes a huracanes?
Autores: Marcelo Zolezzi y José Miguel Rodríguez
Más de 1.000 muertes, 30.000 viviendas gravemente afectadas o destruidas, vientos de hasta 300 km/hora; estas son solo algunas cifras que dejó el paso del huracán Matthew por Haití, seis años después del terremoto que asoló Puerto Príncipe dejando más de 316.000 víctimas fatales y 350.000 heridos. Más de 1,5 millones de personas quedaron sin hogar, constituyendo una de las más graves catástrofes de la historia.
El huracán Matthew a su paso por este tan castigado país alcanzó la categoría 5, que es la máxima prevista a la que puede llegar un tornado, y destruyó todo lo que se cruzó en su camino.
Pero, ¿es posible imaginar alguna clase de vivienda resistir estas enormes fuerzas de la naturaleza? Y si así fuera, ¿estaría la misma al alcance de todas las personas?
Tengamos presente que Haití es el país más pobre de América, con un PIB per cápita de solo 733 € (2015).
La respuesta es Si
Existe un tipo de construcción que puede resistir las fuerzas de viento generadas por un huracán de categoría 5, a un coste de construcción sumamente bajo.
Muy bien, pero tal vez esa solución de bajo coste que imaginamos, seguramente no podría cumplir con los criterios de habitabilidad y confort para sus moradores; sería lógico no pretender tal cosa, cuando a bajo coste podemos resistir huracanes, ¿verdad?
Pues afortunadamente, la solución que estamos imaginando también cumpliría los requisitos exigidos por uno de los reglamentos europeos más exigentes como lo es el Código Técnico de Edificación de España (CTE), sin agregar costo alguno de ejecución.
Bueno, parece que ya lo tendríamos todo: viviendas muy resistentes y confortables.
¿Sería posible que la arquitectura de esa vivienda que estamos imaginando se pudiera adaptar al criterio y gusto propio del lugar, para no tener que conformarnos con unos módulos de dimensiones fijas que tal vez no satisfagan las necesidades de las personas y su modus vivendi?
La respuesta es Si
Estaríamos frente a una tecnología de construcción que ofrecería una total libertad de expresión arquitectónica y permitiría diseñar viviendas acordes a las necesidades locales sin interferir en modo alguno con los bajos costos resultantes.
Imágenes de construcción de viviendas en El Caribe con Baupanel® System.
Claro, después de todo lo anterior, ahora nos preguntaríamos si esta tecnología que imaginamos podría emplear mano de obra local y recursos materiales sencillos y habituales de la construcción tradicional de viviendas.
La respuesta es Si
La tecnología que imaginamos sería de muy fácil implementación, permitiendo ser aplicada por personal sin experiencia previa lo cual no limitaría la capacidad de producción, pudiendo responder a una demanda urgente como consecuencia de un desastre natural.
Pues no imaginemos más. Esta tecnología existe.
Se llama Baupanel
Demostremos a continuación punto por punto cada una de las cuestiones planteadas:
Huracanes
La fuerza de viento que actúa sobre una construcción tiene una magnitud proporcional al cuadrado de su velocidad. Así un viento de 100 Km/h genera fuerzas cuatro veces más altas que uno de 50 Km/h.
Según el reglamento español la velocidad básica en la zona de mayor viento es de 29 m/s (104,4 km/h) que genera una presión dinámica básica de 0,52 kN/m2.
Un huracán como Mathew, con vientos sostenidos de 300 Km/h generan una presión dinámica igual a 4,34 kN/m2, o sea 8,35 veces más alta que el mayor valor dado por la normativa española.
La fuerza dinámica de viento que se ejerce sobre una vivienda es igual al producto de la superficie de exposición por el valor de la presión dinámica.
A los efectos de simplificar el cálculo, los reglamentos de viento modernos utilizan un valor de presión estática equivalente, que se obtiene multiplicando el valor de la presión dinámica por una serie de coeficientes que dependen de varios factores: forma, altura de la construcción, entorno, etc, que hacen que la fuerza de cálculo de viento supere el valor de la fuerza dinámica. A los efectos de este ejemplo supondremos que ese coeficiente alcance el valor 1,25.
Entonces tendríamos que una vivienda por ejemplo en Santander sería calculada para resistir una presión estática de 1,25 x 0,52 kN/m2 = 0,65 kN/m2 mientras que esa misma vivienda, si debiera resistir a Matthew tendría un valor de presión de cálculo 8,35 veces más alto, o sea: 5,43 kN/m2 (543 Kg/m2).
Si consideramos para ilustrar éste ejemplo que tuviéramos una vivienda cuyas dimensiones en planta fueran 3,375 x 9,00 m y una altura de 2,70 m, la fuerza horizontal que debería resistir en la dirección mayor sería igual a:
5,43 x 9 x 2,70 = 131,95 kN (13,2 Ton)
Y en la dirección menor:
5,43 x 3,375 x 2,70 = 49,48 kN (4,95 Ton)
La fuerza total será repartida por los muros que se encuentran en la dirección del viento.
En la dirección mayor hay 4 muros (2 exteriores + 2 interiores) y en la dirección menor hay solo 2 muros que son los exteriores de la vivienda.
Por lo tanto los muros con mayor solicitación resultaran los de 3,375 m que soportaran cada uno de ellos un cuarto de la fuerza de 131,95 kN, es decir:
F = 32,98 kN
Para simular este efecto se ha procedido a realizar un ensayo de carga cíclica en el Instituto Eduardo Torroja.
Imágenes de ensayo del Instituto Eduardo Torroja.
Se alcanza la rotura del muro con una fuerza horizontal mayor a 200 kN.
Vale decir que tenemos un coeficiente de seguridad adicional para una fuerza como la de Matthew mayor a: 200 / 32,98 = 6
Para destruir los muros sería necesaria una fuerza 6 veces más poderosa que Matthew.
Resulta inimaginable!
Continuará …
Autores: Marcelo Zolezzi y José Miguel Rodríguez
