Ingeniería contra lo improbable: así se diseñan edificios resistentes a explosiones
¿Sabías que hay estructuras que se calculan para resistir explosiones?
En ADYD GROUP trabajamos desde hace años en proyectos donde la seguridad estructural es crítica, desarrollando soluciones que cumplen con los más altos estándares técnicos. Desde el cálculo estructural y el modelado BIM hasta la implementación de sistemas constructivos específicos, su misión es clara: garantizar la integridad de las instalaciones y proteger a las personas ante posibles explosiones.
Edificios preparados para lo impensable
En ciertas condiciones particulares, se especifica que las estructuras y edificios deban resistir la carga proporcionada por una fuente explosiva. Estos condicionantes se dan para estructuras estratégicas, normalmente en edificaciones civiles tales como bunkers de control, edificios presidenciales específicos o instalaciones militares y dentro de industrias que son susceptibles de producirse una explosión, aunque es un escenario muy poco probable por las medidas de seguridad
“Debe considerarse como una acción accidental, al igual que se hace al calcular estructuras frente a sismos.”
Dos amenazas, dos soluciones: explosiones interiores y exteriores
Las explosiones pueden clasificarse según su foco: interiores o exteriores.
- Las estructuras de contención están diseñadas para disipar la energía cinética de una explosión interna y minimizar daños fuera del recinto.
- Las estructuras que enfrentan explosiones desde el exterior buscan mantener su resistencia y operatividad interna, protegiendo al personal y permitiendo la continuidad de la actividad.
Normativa clave: ASCE y estudios FERA
Para abordar este tipo de cálculo estructural, la normativa más comúnmente utilizada en el ámbito industrial es la ASCE – Design of Blast-Resistant Buildings in Energy and Industrial Facilities. Esta guía técnica detalla los tipos de explosiones, ondas de presión, métodos de cálculo y valores de referencia.
Sin embargo, toda aplicación de esta normativa debe ir acompañada de un estudio FERA (Fire and Explosion Risk Assessment), que especifica para cada caso concreto: fuentes de explosión, tipo, probabilidad y parámetros necesarios para un cálculo riguroso.
Cálculo estático vs. cálculo dinámico
El diseño puede abordarse desde dos enfoques:
- El cálculo estático, más rápido pero menos preciso, utiliza una presión equivalente constante. No es recomendable, ya que no representa fielmente el comportamiento del edificio ante una explosión dinámica
- El cálculo dinámico, aunque más complejo, ofrece un modelo más realista, capturando los efectos transitorios (de milisegundos) de la carga explosiva.
La práctica más eficiente consiste en comenzar con un cálculo estático para predimensionar, y luego validar mediante un análisis dinámico detallado.
Dos tipos de onda explosiva
La normativa distingue entre onda de choque y onda de presión:
- La onda de choque (tipo a) implica un aumento brusco y repentino de presión.
- La onda de presión (tipo b) muestra un incremento más gradual en el tiempo.
“Para la onda de tipo a), se recomienda representar el aumento con una pendiente pronunciada, no escalonada, para evitar problemas de convergencia en el cálculo transitorio.”
Cada cara del edificio reacciona diferente
Una explosión no impacta de manera uniforme. Las presiones incidentes varían según la orientación de las caras del edificio. Estas se calculan a partir de la presión pico indicada en el estudio FERA, junto con variables como la duración de la onda o el impulso generado.
Precisión, anticipación y compromiso técnico
Diseñar estructuras frente a explosiones no es solo una cuestión técnica: es una disciplina que combina precisión matemática, conocimiento normativo y una gran capacidad de anticipación al riesgo. ADYD GROUP demuestra que la ingeniería civil también puede ser una línea de defensa cuando lo improbable se convierte en posible.
Como se puede deducir, la explosión es un fenómeno complejo y trasladarlo a un cálculo, supone asumir una serie de simplificaciones y consideraciones que deben estar bien fundamentadas para que los resultados y comportamiento de la estructura se asemeje lo más fielmente a la realidad.
