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Con tecnología sí se puede predecir las fallas de un edificio

Estos desarrollos evitan que se presenten tragedias. Cada vez hay más precisión.

  • En Bimbau se encuentran los materiales para construir estructuras de manera virtual antes de hacerlas en la realidad. FOTO cortesía
    En Bimbau se encuentran los materiales para construir estructuras de manera virtual antes de hacerlas en la realidad. FOTO cortesía
  • Sensor para mejorar la seguridad de las edificaciones tras conocer con precisión las cargas del edificio. FOTO Cortesía
    Sensor para mejorar la seguridad de las edificaciones tras conocer con precisión las cargas del edificio. FOTO Cortesía
Por Juan Alcaraz S. | Publicado el 24 de marzo de 2022

Un sector que hace parte de la etapa evolutiva de la tecnología, que se denomina Cuarta Revolución Industrial o 4.0, es el de la construcción. Con la implementación de sistemas avanzados y nuevos dispositivos el panorama en este campo se transformó: cambió la manera de diseñar las obras, construir los proyectos y mejorar la seguridad de las edificaciones.

En Medellín ya existen varios casos. Una de estas innovaciones fue creada por investigadores de la UPB, la Universidad de Antioquia, la Universidad EIA y la empresa Área Ingenieros Consultores SAS, quienes desarrollaron un sensor de fuerza basado en fibra óptica y de bajo costo que sirve para monitorear en tiempo real la salud estructural de los edificios en el proceso constructivo y durante su vida útil.

Sensor para mejorar la seguridad de las edificaciones tras conocer con precisión las cargas del edificio. FOTO Cortesía
Sensor para mejorar la seguridad de las edificaciones tras conocer con precisión las cargas del edificio. FOTO Cortesía

Esta tecnología funciona así: dentro de una cápsula de un material polimérico y concreto se ubican dos sensores (uno mide deformaciones mecánicas y el otro efectos térmicos), los cuales envían la información a un equipo ubicado en el sótano de la estructura y que se puede operar remotamente.

La cápsula completa mide 55 milímetros de diámetro por 30 centímetros de longitud, y se embebe directamente en las columnas de la edificación antes de vaciar el concreto. A través de fibra óptica (similar a la empleada para en telecomunicaciones) que pasa por tuberías de PVC desde las columnas hasta el equipo, se transmiten los datos que permiten, mediante técnicas de Machine Learning (aprendizaje automático), determinar con antelación algún problema en la edificación. Es decir, si se detecta un defecto que puede causar una falla en la estructura, se genera una alerta temprana.

“Con técnicas de Machine Learning procesamos la información y determinamos si hay alguna anomalía en la estructural. Mediante algoritmos de reconocimiento de patrones somos capaces de procesar las medidas de fuerza para determinar si corresponde a una condición normal de operación o a una atípica”, explicó Julián Sierra, docente investigador de la UPB.

Varias pueden ser las causales de daños de una estructura: movimiento telúrico, deterioro por envejecimiento del concreto, falla de algún componente, un atentado terrorista o por el fenómeno conocido como asentamiento diferencial de pilas. (Ver Para saber más).

Para entender mejor: los sensores lo que hacen es medir fuerzas y los algoritmos de Machine Learning muestran cualquier variación entre las relaciones de fuerza que hay en las columnas donde fueron instalados, y en caso de ser un defecto, es posible implementar acciones correctivas antes de que ocurra una tragedia.

El proyecto está en etapa de pruebas y ya fue validado en laboratorio mediante prototipos de estructuras a escala. En próximos días serán instalados 32 sensores en un edificio de más de 30 pisos que se está construyendo en el municipio de Sabaneta para comenzar a implementar esta tecnología y realizar la primera validación en condiciones reales de construcción y operación.

Predecir antes de construir

Para ser más precisos en tiempo y costo durante la construcción de edificaciones y dejar atrás esa manera de construir “a ojo”, la empresa paisa Bimbau creó hace dos años una plataforma web en la que convierten materiales de proveedores colombianos en figuras virtuales, utilizando sus respectivas especificaciones técnicas: se puede planear, estimar y negociar los materiales necesarios para la ejecución de los proyectos. Esta actividad se hace en la etapa de diseño, antes de la ejecución, operación y mantenimiento de los proyectos.

Es ir más allá de un render en 3D. Se diseñan las estructuras (edificios, casas) a través de la metodología BIM (Building Information Modelling), la cual permite construir virtualmente el edificio y acercarse más a lo que podría ser en la realidad.

Funciona como un marketplace (similar a un Amazon) en el que al mismo tiempo que los diseñadores descargan las piezas virtuales, los constructores compran los materiales que el diseño les indica para la ejecución. Además, tiene la opción de negociar precios con los proveedores y ordenar que los productos sean llevados directamente a obra, ahorrando tiempo y costos en la cadena de abastecimiento.

Juan Alejandro Saldarriaga, CEO de Bimbau, dijo que al construir virtualmente se pueden identificar futuros problemas que se presentarían en la vida real. Es decir, inconvenientes como los choques entre las redes de agua, aire acondicionado o energía, o los tamaños de las puertas. Por lo general, cuando se requieren cambios de diseños se presentan paros en las obras y es en esta etapa donde se pueden corregir estos planos para reducir los imprevistos.

La plataforma ha sido utilizada por más de 4.000 empresas y en la actualidad cuenta con más de 10.000 objetos para descargar y utilizar en los modelos digitales de las obras.

Contexto de la Noticia

PARA SABER MÁS el asentamiento diferencial de pilas

De acuerdo con el profesor Julián Sierra, en Medellín, especialmente en comunas como la 14-El Poblado, es común que se presente este fenómeno en donde una de las fundaciones o pilones de los edificios se hunde, bien sea porque hay agua subterránea, la tierra cede o porque se están generando más cargas en alguna columna de la estructura. Esos factores que desestabilizan la obra pueden generar riesgos que no se predicen fácilmente, pues los modelos de cálculo existentes para obtener datos sobre las estructuras son aproximados. Además, los transductores que hay para medir estas cargas son muy costosos para los constructores, cada uno puede llegar a costar entre 15 y 20 millones de pesos.

Juan Alcaraz

Periodista. Hago preguntas para entender la realidad. Curioso, muy curioso. Creo en el poder de las historias para intentar comprender la vida.


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