¿Ha escuchado alguna vez de instrumentación de edificios? Es muy probable que no; por eso, antes de dar razones de por qué instrumentar, lo más prudente es comenzar por su definición. La instrumentación de edificios consiste en la colocación de uno o varios sensores que permiten conocer la forma en que el edificio se comporta en movimiento, el ejemplo más claro es ante un sismo. Normalmente se trata de acelerógrafos, estos son instrumentos capaces de medir aceleraciones en tres direcciones: dos horizontales y una vertical.

Como se mencionó, el movimiento inducido en el edificio puede ser el generado por un sismo. Sin embargo, no es la única forma de obtener la información necesaria para conocer cómo se comporta la estructura. Existen también las vibraciones ambientales, por ejemplo, que aprovechan factores como el tránsito vehicular o de personas, el viento, entre otros. Esto porque el edificio siempre está oscilando, lo que pasa es que la magnitud del movimiento resulta imperceptible para el ser humano, pero no para un instrumento tan sensible como un acelerógrafo.

Ahora bien, ¿de qué sirve instrumentar un edificio y obtener información acerca de cómo se está comportando? Realmente son muchas las razones para invertir en la instrumentación, porque lejos de ser un gasto, es eso, una inversión.

Primeramente debe mencionarse que la normativa actual para el diseño sismorresistente: el Código Sísmico de Costa Rica (2010), establece que toda nueva edificación (ubicada en prácticamente cualquier zona) con 10 pisos o más, o de más de 5000 m2 de área, debe instrumentarse con un acelerógrafo de movimiento fuerte en el nivel base. Y si se trata de un edificio de más de 20 pisos, debe instalarse otro en el último nivel, interconectado con el primero. Pero más que una obligación, la instrumentación debe ser una iniciativa.

Una razón sumamente importante es el mantenimiento preventivo; es decir, conocer cómo se está comportando el edificio, va a permitir intervenirlo de manera temprana si es que lo necesita. Normalmente esto va a significar que el costo de intervención sea mucho menor que si se pasa por alto y después aparece dañado masivamente, o en el peor de los casos, falla ante algún evento de gran magnitud. Estamos hablando no solo de costos económicos, sino también de la seguridad y de las vidas humanas que se pueden ver afectadas.

Otra de las aplicaciones de la instrumentación, es para estudios de vulnerabilidad sísmica. Estos estudios se realizan para conocer qué tan propensa es una estructura a sufrir daños ante un evento sísmico. Son necesarios en casos como el de un edificio antiguo y/o que se desea remodelar, un edificio que tiene alguna situación particular de vibraciones o agrietamientos, entre otros. Esto hace posible encauzar de manera más adecuada los recursos destinados a realizar reparaciones en el edificio.

La instrumentación no sólo se aplica en edificios, realmente se puede instrumentar cualquier estructura que lo amerite. Por ejemplo, dentro de un proyecto hidroeléctrico, una obra esencial que requiere ser instrumentada es la presa. En este caso, estamos hablando de toda una serie de instrumentos como deformímetros e inclinómetros que permiten un monitoreo constante para poder detectar cualquier anomalía que represente un riesgo para la integridad del proyecto.

Desde hace algún tiempo, instrumentar estructuras ha permitido además, validar las teorías utilizadas en el análisis y diseño de las mismas. Y no solo comprobarlas, sino mejorarlas, ya que en este proceso se acude a muchos supuestos que se pueden ajustar más a la realidad.

Por otra parte, en los últimos años los aisladores y disipadores sísmicos han ido ganando popularidad. Los primeros son sistemas que se utilizan para desacoplar la estructura del terreno, y los segundos, para disipar energía. Esto se traduce en que durante un evento sísmico, la estructura se mueve, acelera y deforma mucho menos que cuando no cuenta con estos sistemas, y esto implica que el sistema estructural se vea mucho menos solicitado. Precisamente la instrumentación sirve también como método de comprobación experimental de la efectividad de estos sistemas.

Es importante aclarar que la instrumentación se puede realizar en cualquier momento; es decir, no se requiere que el edificio o estructura haya estado instrumentada desde el inicio. Pensemos en un puente atirantado por ejemplo; muchos de ellos se instrumentan durante la construcción para control de ciertos procesos, pero pueden instrumentarse después de años de operación, para realizar algún estudio de vibraciones.

El proceso de obtención de datos comienza por definir el tipo de instrumentos a utilizar y la ubicación de cada uno, de acuerdo con la configuración de la estructura. Posteriormente son colocados para tomar los registros de aceleración, ya sea por un sismo u otro tipo de vibraciones como se mencionó anteriormente. Los datos obtenidos son procesados para obtener así las propiedades dinámicas de la
estructura, que a su vez, permitirán comprender su comportamiento o conocer su estado de daño estructural.

Realmente es sumamente útil aprovechar la tecnología y el conocimiento con que se cuenta en este momento. Esto, aunado a las buenas prácticas en la construcción, se traduce en un mayor y mejor aprovechamiento de la inversión, así como en la seguridad y protección para quienes hacen uso de la estructura.