Investigación del comportamiento sísmico de edificios en altura de madera masiva y hormigón, y de sistemas híbridos, mediante simulaciones multiescala y ensayos experimentales en mesa vibradora.
Director del proyecto
Dr. Erick Saavedra, académico e investigador del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Usach
Contexto
El aumento de construcciones en madera como respuesta a la crisis climática ha impulsado el desarrollo de nuevas tecnologías estructurales más sostenibles y de bajo impacto ambiental. A nivel global, los edificios en altura construidos con madera maciza, especialmente con paneles de madera contralaminada (CLT), han demostrado ser una alternativa viable frente a los materiales tradicionales. Chile, al ser un país con una fuerte actividad sísmica y una industria forestal consolidada basada en especies como el pino radiata, el desafío es mayor, ya que se requiere garantizar la seguridad estructural de estas edificaciones ante terremotos severos, y a la vez aprovechar el potencial económico y ambiental del uso de madera local en soluciones de alto valor agregado.
Problema
A pesar de los avances en construcción en madera, el comportamiento dinámico de las estructuras híbridas, que combinan madera con materiales como hormigón o acero, sigue siendo poco comprendido, sobre todo en edificaciones de gran altura y en contextos sísmicos. La heterogeneidad natural de la madera y las complejas interacciones en las uniones entre materiales dificultan su modelación estructural precisa. Esta falta de conocimiento limita la confianza del sector para implementar soluciones más audaces y sostenibles, manteniendo diseños conservadores, normativas restrictivas y oportunidades desaprovechadas para el desarrollo tecnológico en la industria de la construcción.
Solución
Este proyecto propone el desarrollo de modelos computacionales multiescala de alta fidelidad, capaces de simular con precisión la respuesta sísmica de estructuras híbridas de madera y hormigón, considerando tanto el comportamiento del material como el de sus conexiones. Estos modelos se validarán mediante ensayos experimentales en mesa vibradora a escala estructural, utilizando como base constructiva madera de pino radiata chileno. La investigación permitirá anticipar el desempeño de estas edificaciones ante sismos extremos, optimizar el diseño estructural y generar nuevas estrategias para mejorar la estabilidad lateral y reducir desplazamientos posteriores a los eventos sísmicos.
Objetivos
1. Desarrollar y validar modelos multiescala para simular el comportamiento dinámico de estructuras híbridas en altura.
2. Evaluar el desempeño de uniones madera-hormigón-acero en contextos de carga sísmica severa.
3. Realizar ensayos experimentales con estructuras construidas en pino radiata para validar los modelos computacionales.
4. Proponer nuevas estrategias de diseño estructural que permitan aumentar la altura, eficiencia y seguridad de edificaciones híbridas de madera.
5. Generar conocimiento técnico aplicable para mejorar normativas, prácticas de diseño y estrategias de construcción sustentables en Chile.
Beneficios
Esta investigación aporta herramientas avanzadas para diseñar edificaciones en madera más seguras, sostenibles y eficientes, adaptadas a la realidad sísmica chilena. Permitirá reducir la dependencia de diseños empíricos, optimizar el uso de materiales, disminuir costos y fomentar la innovación en la industria de la construcción. Además, abre nuevas oportunidades para posicionar al pino radiata como un recurso estructural competitivo, fortaleciendo la economía forestal nacional. Desde la ciencia aplicada, el proyecto generará conocimiento original que puede traducirse en estándares técnicos, mejoras normativas y soluciones replicables a nivel internacional.
