Arquitectura

Cómo los ingenieros pueden protegerse contra ataques explosivos mortales

Cómo los ingenieros pueden protegerse contra ataques explosivos mortales

El mundo se enfrenta a una creciente amenaza de ataques terroristas con bombas colocadas para destruir infraestructura y dañar al público. A pesar de los problemas políticos y sociales que rodean al terrorismo interno, la mitigación de las víctimas y las amenazas terroristas mediante la ingeniería es una posibilidad, pero difícil. En términos de ingeniería civil, el diseño para cargas de viento, nieve, sísmicas, dinámicas y estáticas son prácticas habituales. Sin embargo, mirar la cara de su estructura siendo atacada por una bomba o un terrorista es una amenaza real que los ingenieros civiles son conscientes. Existe un límite en la medida en que el diseño de ingeniería civil puede superar los explosivos, y diseñar estructuras para resistir explosiones indefinidamente simplemente no es factible. No obstante, existen especificaciones y criterios que se pueden ajustar para ayudar a un edificio a resistir las explosiones mejor que otros.

Primero, veamos cómo una explosión carga una estructura, lo que dará evidencia de la dificultad del diseño explosivo. Los edificios suelen ver una carga lenta o una carga rápida de fuerzas más pequeñas. Los explosivos, por otro lado, presentan fuerzas elevadas y tensiones internas elevadas en un período de tiempo relativamente corto. Además, las explosiones generalmente son localizadas, que presentan una mayor cantidad de fuerza en un área relativa pequeña. En otras palabras, las estructuras cargadas explosivamente enfrentan altas tensiones en Explosiones cortas. A menudo, los ataques terroristas presentan sucesivas explosiones, que también pueden presentar estructuras de edificios con puntos de fatiga localizados, provocando fallas.

En términos de diseño contra explosivos, piense en búnkeres militares. Son fortalezas de paredes gruesas sin vientos, zonas de alta densidad con pequeño espacio interno en relación con el espesor de la pared. Desafortunadamente, debido a la naturaleza de los explosivos, esta es la mejor y más efectiva forma de proteger las estructuras de las explosiones. Si bien la carga explosiva tiende a ser una ciencia impredecible, existen métodos en los que ciertas características de diseño pueden reducir las bajas y garantizar mayores probabilidades de supervivencia de una estructura.

[Fuente de imagen: Wikimedia]

Uno de los métodos más importantes de diseño de explosivos ni siquiera es una elección de diseño de ingeniería, sino un método cualitativo para determinar qué edificios asumen el mayor riesgo de ataque. Una vez que esto se determina, los ingenieros pueden acceder a ubicaciones estratégicas para reforzar la estructura si los presupuestos de construcción e ingeniería lo permiten. Hacer que cada edificio sea a prueba de bombas es imposible y sin mencionar económicamente inviable.

Una vez que se evalúan las amenazas y se determinan los puntos de ubicación clave, los ingenieros civiles y estructurales pueden comenzar a modelar cómo se irradiará una explosión y una onda de choque a través de la zona afectada para determinar los cursos de acción. Cuando la bomba está cerca del suelo, las ondas de choque se disipan esféricamente desde el origen y las presiones disminuyen en intensidad cuanto más lejos de la fuente. Las presiones de aire dinámicas aumentadas que resultan de las explosiones deben ventilarse en algún lugar o se pueden producir daños en los tejidos blandos rápidamente.

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Generalmente, las bajas se ven en ataques explosivos desde metralla o la onda de choque, solo en determinadas circunstancias el edificio se derrumba antes de que la evacuación resulte de los ataques. Esto significa que el punto clave alrededor del cual los ingenieros civiles deben diseñar es mitigar el aumento de presión y proporcionar canales de desviación de la metralla.

En el pasado, diseñar para cargas explosivas ha sido casi imposible debido a los ojos finitos y miopes de los ingenieros humanos. El auge de las supercomputadoras y la computación cuántica puede presentar una nueva era de protección contra explosiones dentro de edificios. Resolver problemas como dónde se producirán las tensiones máximas en diversas explosiones y mitigar los riesgos implica demasiadas variables para que las computadoras modernas las resuelvan en un período de tiempo factible. Sin embargo, la computación cuántica puede permitir que problemas como estos se resuelvan de forma relativamente instantánea.

Para comprender cómo una explosión puede impactar un material, los ingenieros civiles utilizan modelos dinámicos para comprender virtualmente los efectos de una explosión. Un ejemplo de esto se puede ver en el video de simulación a continuación.

Como habrás notado, no existe una forma ni siquiera un método concreto para proteger un edificio de cargas explosivas. Sin embargo, esto no debería asustarlo, ya que el creciente poder de cómputo y simulación disponible para los ingenieros puede disminuir las bajas y ayudar a controlar los efectos del terrorismo explosivo.

Las fuentes técnicas para este artículo incluyen la Guía de diseño de edificios completos, Paneles estructurales compuestos sujetos a cargas explosivas y ASCE.

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