Análisis de la resistencia sísmica de un sistema estructural prefabricado de bajo peso para la construcción de viviendas

Analysis of the Seismic Resistance of a Low-Weight Prefabricated Structural System for Home Building

Cerca del 75% de las muertes atribuidas a terremotos en Colombia fueron causadas por el colapso de edificaciones de gran peso. Debido a esto, es necesario estudiar nuevas alternativas tecnológicas de sistemas estructurales para viviendas de un piso que sean capaces de soportar las fuerzas sísmicas. Estos nuevos sistemas estructurales deben ser resistentes, durables, livianos y con costos no muy elevados. Una empresa colombiana desarrolló un sistema prefabricado conformado por paneles autoportantes (espuma y láminas colaborantes de acero), que se ha utilizado para elementos no estructurales. Sin embargo, el bajo peso de los paneles y la alta resistencia de las láminas de acero sugieren que el sistema pueda ser usado como sistema estructural de casas de un piso. Por esto se desarrolló un programa de investigación en universidades colombianas, para evaluar la resistencia sísmica del sistema prefabricado y la resistencia y la ductilidad del sistema y sus componentes. Adicionalmente, se construyeron modelos tridimensionales por medio de elementos finitos de viviendas de un piso para estudiar los esfuerzos y los desplazamientos generados por las cargas sísmicas del código colombiano de diseño y construcción sismorresistente y comparar estos esfuerzos y fuerzas con las determinadas experimentalmente. De acuerdo con los resultados, el sistema estructural tiene un excelente comportamiento, debido principalmente a su bajo peso y alta rigidez relativa.

1. ANTECEDENTES

La aparición en el mercado colombiano de la empresa Metecno de Colombia, en 1999, constituyó una alternativa con respecto a la innovación en sistemas constructivos prefabricados para la producción en serie de unidades de vivienda de bajo peso y costo. El sistema estructural está basado en la disposición de paneles en muros y cubiertas, compuestos por láminas delgadas de acero con poliuretano en su interior.

Desde su introducción en el mercado colombiano, la empresa ha estado adelantando estudios para certificar estructuralmente el sistema y hacer las adecuaciones para un adecuado desempeño, teniendo como base las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismorresistente (AIS, 1998). Se han realizado diversos estudios experimentales para caracterizar los paneles, que se han utilizado principalmente para cubiertas y fachadas (bodegas, galpones, construcciones industriales, talleres, hangares, aeropuertos, estaciones de servicio, oficinas, centros comerciales, grandes almacenes, supermercados, escuelas, colegios, centros de salud, cuartos frigoríficos, cámaras de congelación, entre otros), campamentos tipo petrolero, contenedores desarmables, centros de salud, cuartos fríos, cámaras de atmósfera controlada.