Marzo ventoso...
El mes de marzo suele ser ventoso en España, aunque no es éste el único mes del año en el que se registran fuertes vientos a lo largo y ancho del territorio nacional. Así ha ocurrido en la península en los meses de marzo de 2006 y 2007, con velocidades medias por encima de las habituales, habiéndose registrado ráfagas de especial virulencia en las que se han medido velocidades muy por encima de 100 kilómetros por hora. Este fenómeno no se circunscribe a los dos últimos años, pues anteriormente raro ha sido el año en el que los medios de comunicación no han informado de daños causados por el viento en entornos naturales y en edificaciones (abatimiento de árboles, levantamiento de tejados, derribo de muros, caída de carteles y de antenas, etcétera), hechos que pueden hacer pensar que los destrozos causados por el viento son ahora mayores que en el pasado.
El edificio es mucho más sensible al viento si se sustituye una teja por otra más liviana
Puede que sea así, y es posible que para muchos estos hechos sean interpretables como una manifestación más del discutido cambio climático, pero aunque éste fuera el caso, hay otros factores a tener en cuenta a la hora de explicar el aumento de los destrozos ocasionados por el viento en entornos artificiales, siendo uno de ellos que los avances tecnológicos introducidos en las técnicas de construcción pueden generar, si no se toman las prevenciones adecuadas en el diseño, edificaciones más sensibles a las cargas del viento que las que se construían en el pasado.
En efecto, es una realidad que la mejora de las propiedades mecánicas de los materiales tradicionalmente utilizados en la industria de la edificación, la adopción de nuevas técnicas de construcción y la incorporación de nuevos materiales, permiten que las edificaciones sean cada día más audaces, con formas que en poco o en nada se asemejan a las formas básicas utilizadas en la arquitectura tradicional. Por esta razón hay cada vez más construcciones en las que las cargas del viento (estáticas y dinámicas) juegan un papel más importante, y de este modo el viento, un factor apenas tenido en cuenta en la construcción tradicional, se ha convertido en un factor determinante a la hora de evaluar las cargas de diseño sobre bastantes construcciones actuales.
A lo anterior hay que añadir que existe una tendencia a diseñar edificaciones de carácter emblemático, y debido al carácter singular de muchas de estas edificaciones, de formas muy alejadas de las que se recogen en las normas de cálculo de cargas de viento, resulta complicado estimar con fiabilidad las cargas aerodinámicas sobre las mismas. En tales circunstancias de incertidumbre, el proceso de diseño debe avanzar bien asumiendo los riesgos que supone el desconocimiento de las cargas, bien aplicando factores de seguridad exagerados que pueden llevar a diseños en extremo conservadores, o bien intentando determinar con más precisión las cargas aerodinámicas, para lo que hay que acudir, normalmente, a ensayos con modelos a escala en túneles aerodinámicos.
Quizás todo esto se entienda mejor con un ejemplo. Cuando se diseña una edificación y se aplica la norma de acciones del viento de obligado cumplimiento en España (Documento Básico SE-AE. Seguridad Estructural. Acciones en la edificación. Parte 3.3. Viento), se ha de asegurar que los distintos elementos de la edificación aguantan las acciones del viento, proporcionales al cuadrado de una cierta velocidad de referencia cuyo valor varía de unos lugares a otros (según el mapa eólico definido en la normativa), estando entre 94 kilómetros por hora y 104 kilómetros por hora. Esta velocidad resulta además afectada por un coeficiente que depende del lugar y de la altura, de modo que, por ejemplo, la velocidad mínima del viento de diseño a una altura de 15 metros se sitúa finalmente en unos 140 kilómetros por hora. El valor de esta velocidad de referencia está definido en términos estadísticos para un periodo de tiempo de 50 años (periodo de retorno), de modo que la probabilidad de que tal velocidad sea excedida en el periodo de retorno fijado es del 2% (Eurocódigo 1, Bases de proyecto y acciones en estructuras. Parte 2-4: Acciones en estructuras. Acciones del viento). Obviamente el valor de la velocidad de referencia aumenta si lo hace el periodo de retorno y disminuye si decrece dicho periodo, existiendo una relación logarítmica entre ambos conceptos.
Centrando la atención ahora en un componente sencillo de la edificación, como puede ser una teja, si el tejado ha sido calculado para aguantar las cargas de viento asociadas a una cierta velocidad de referencia y se sustituye ahora la teja por otra más liviana, disminuyendo, por ejemplo, su peso en un 10%, esta nueva teja sería sensible a una velocidad aproximadamente un 5% menor que la del diseño inicial, lo que significa disminuir el periodo de retorno de forma apreciable, de 50 años a algo más de 20 años. Esto quiere decir que si antes existía una probabilidad del 2% de que el viento levantara la teja en 50 años, ahora se tiene la misma probabilidad en un periodo de 20 años. Resulta así que con la nueva teja el edificio es mucho más sensible a la acción del viento.
José Meseguer y Ángel Sanz trabajan en el Instituto Universitario de Microgravedad Ignacio Da Riva (IDR/UPM), ETSI Aeronáuticos, Universidad Politécnica de Madrid (http://www.idr.upm.es)
