Uno de los materiales más abundantes del planeta podría hacer más baratos los edificios resistentes a terremotos

Si alguien preguntara cuál es el material más importante para que un edificio resista un terremoto, probablemente pensaríamos en acero, concreto o enormes estructuras de ingeniería y difícilmente alguien pensaría en algún otro material. Pero uno de los que podría ayudar parece tener relación con la construcción: la arena.

Investigadores de la Universidad de Mississippi desarrollaron un sistema que aprovecha millones de pequeños granos para absorber parte de la energía que producen los sismos y los fuertes vientos. La apuesta no consiste en construir edificios con arena, sino en darle una función completamente distinta.

El reto no es evitar que un edificio se mueva

Existe la idea de que una construcción resistente debe permanecer completamente inmóvil durante un sismo, pero la realidad es justo la contraria. Los edificios modernos están diseñados para flexionarse y moverse ligeramente cuando reciben la energía de un terremoto o de fuertes ráfagas de viento. 

Ese movimiento controlado ayuda a evitar daños mayores y el problema aparece cuando esa energía comienza a recorrer toda la estructura. Para reducirla existen dispositivos llamados amortiguadores, cuya función es absorber parte de las vibraciones antes de que lleguen al resto del edificio.

Actualmente, muchos de estos sistemas funcionan mediante aceite hidráulico, lo que incrementa los costos de fabricación, instalación y mantenimiento.

La respuesta podría estar bajo nuestros pies

¿Y si uno de los materiales más comunes del planeta pudiera hacer el trabajo de un costoso amortiguador hidráulico? Esa fue la pregunta que se hicieron los investigadores y la respuesta fue desarrollar un amortiguador lleno de arena sometida a presión.

Cuando el edificio vibra, millones de granos rozan entre sí y generan fricción. Ese contacto transforma parte de la energía del movimiento en calor y reduce las vibraciones de una forma muy parecida a la de los amortiguadores hidráulicos tradicionales. En otras palabras, la arena no sostiene el edificio; ayuda a disipar la energía que intenta moverlo.

La innovación no estuvo en inventar un material nuevo

Cuando hablamos de nuevas tecnologías, se suele pensar en materiales futuristas o aleaciones de última generación. Pero esta investigación siguió un camino distinto: los ingenieros aprovecharon una característica que la arena siempre ha tenido.

Imagen | Pexels / Tom Fournier

Aunque parece un material simple, puede comportarse como un sólido cuando permanece comprimida y como un fluido cuando cambia la presión o recibe movimiento. Ese fenómeno, conocido como comportamiento granular, fue precisamente el que permitió convertir millones de pequeños granos en un sistema capaz de absorber energía.

Lo interesante es que no hubo que inventar un material nuevo. Basta con encontrar una forma diferente de utilizar uno que siempre ha estado ahí.

Un material común con ventajas poco comunes

Además de aprovechar un recurso ampliamente disponible, la arena ofrece otras ventajas interesantes. Es barata, abundante y puede conseguirse prácticamente en cualquier parte del mundo, lo que podría reducir de manera importante el costo de fabricar este tipo de dispositivos.

A diferencia de los sistemas hidráulicos, tampoco necesita aceites especiales que puedan degradarse con el tiempo o provocar fugas. Durante las pruebas de laboratorio, el prototipo siguió funcionando incluso bajo condiciones de humedad y temperaturas extremas, lo que sugiere que también podría requerir menos mantenimiento que las tecnologías actuales.

Imagen | Pexels / Yassir Abbas

En México, una tecnología así podría marcar la diferencia

En un país como México, donde los terremotos forman parte de la historia reciente, una investigación como esta adquiere un significado especial. El territorio mexicano se ubica en una de las regiones con mayor actividad sísmica del planeta debido a la interacción de las placas de Cocos, Rivera, Pacífico, Norteamérica y Caribe. Cada año se registran miles de sismos, aunque la mayoría son de baja magnitud y pasan desapercibidos.

Por esa razón, desde hace años la ingeniería mexicana incorpora tecnologías capaces de absorber parte de la energía de los terremotos. Hospitales, puentes, edificios corporativos y construcciones de gran altura ya utilizan aisladores sísmicos y amortiguadores para reducir las vibraciones durante un movimiento telúrico.

El problema es que estas soluciones representan una inversión considerable, tanto por su instalación como por el mantenimiento que requieren, y ahí es donde la arena podría cambiar las reglas del juego.

Si este nuevo amortiguador consigue ofrecer un desempeño similar al de los sistemas hidráulicos, pero con un costo menor y un mantenimiento más sencillo, tecnologías que hoy solo se utilizan en proyectos de gran presupuesto podrían volverse más accesibles para hospitales, escuelas, edificios públicos e incluso nuevos desarrollos habitacionales.

Reducir el costo de construir edificios más seguros permitiría que más proyectos incorporen soluciones antisísmicas sin disparar su presupuesto.

Imagen | Pexels / Doruk Aksel Anil

Quizá la arena tenía mucho más que ofrecer

Durante siglos, la arena ha sido uno de los ingredientes esenciales del concreto con el que se construyen ciudades en todo el mundo. Ahora, esta investigación plantea una posibilidad completamente distinta.

Que ese mismo material deje de ser únicamente la base con la que se levantan los edificios y se convierta también en una herramienta para protegerlos cuando la tierra comienza a moverse. Cuando pensamos en construcciones resistentes, imaginamos acero, concreto y tecnología de punta.

Lo curioso es que una de las próximas innovaciones podría venir de un material que todos hemos pisado alguna vez. Porque, a veces, la ingeniería no consiste en inventar algo completamente nuevo y consiste en descubrir que un material tan común como la arena todavía tenía mucho más que ofrecer.

Imagen | Pexels / Doğan Alpaslan Demir

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