Muchos estadios brasileños vienen presentando problemas estructurales en sus tribunas, como consecuencia de excesivas vibraciones en días de grandes eventos. Estos problemas son ocasionados, la mayoría de las veces, en virtud de los mantenimientos estructurales poco frecuentes. Además, los estadios no fueron proyectados para soportar las cargas dinámicas a las que vienen siendo sometidos.

En la época en que fueron construidos, los esfuerzos dinámicos inducidos por el público eran de intensidad mucho menor y de corta duración, y no como ocurre actualmente durante grandes espectáculos musicales, cuando las tribunas deben soportar por un largo intervalo de tiempo, el impacto rítmico del público.

Incluso en los casos en que la seguridad relacionada con el colapso de la estructura está garantizada, es necesario verificar si los niveles de vibraciones están dentro de los límites permitidos por las normas internacionales para que se asegure comodidad al público, evitando así situaciones de pánico.

El estadio Cícero Pompeu de Toledo (Morumbi), por ejemplo, fue interrumpido por el CONTRU – Departamento de la Municipalidad de São Paulo que verifica y aprueba las condiciones de seguridad en edificaciones – al inicio de 1995, y pasó por varias reformas desde esa fecha , con el objetivo de solucionar problemas estructurales en sus tribunas.

El São Paulo Fútbol Club, propietario de ese estadio, realizó reformas que comprendieron la recuperación del hormigón de las tribunas y la contratación de renombrados consultores brasileños que propusieron algunas alternativas que vienen siendo analizadas. Para verificar la eficiencia de las reformas realizadas, el São Paulo Fútbol Club contrató a la empresa italiana Ismes Spa, asociada en Brasil a los Estudos Técnicos e Projetos ETEP Civil Ltda., de la cual somos directores, para la ejecución del primer ensayo dinámico de vibración forzada realizado en Brasil. El trabajo se hizo en mayo de 1995 y sus resultados fueron presentados por el club al CONTRU, el cual en junio de 1996 liberó parcialmente el estadio.

Con el objetivo de determinar las propiedades dinámicas de las estructuras (frecuencias naturales, modos propios de vibración, amortiguación) y calcular los niveles de vibraciones inducidos por el público, este ensayo consiste en hacer excitar las tribunas por medio de un generador mecánico de vibraciones, denominado Vibrodina, que simula “el efecto rítmico de la hinchada, sin su presencia. Dentro del Vibrodina giran dos discos en sentido contrario, con dos masas excéntricas en cada disco que producen una fuerza centrífuga, controlada y variada gradualmente para reproducir todas las frecuencias que una hinchada transmite a las tribunas. El ensayo se realiza en tres etapas que corresponden a la aplicación de la fuerza producida por el Vibrodina en las direcciones vertical, horizontal radial y horizontal tangencial, por medio del reposicionamiento del equipo en el mismo punto.

Una red de 21 sensores, instalados en puntos estratégicos de las tribunas, capta la respuesta de la estructura a esta excitación y la transmite a un sistema de filtros y amplificadores que van a depurar esas señales y archivarlas. Este “archivo de respuestas” es procesado en un software denominado ISA (Ismes Signal Analysis), que convierte estas señales en valores analizados por las empresas asociadas – Ismes y Etep Civil – responsables también por la emisión del laudo final. En el caso del estadio Morumbi, el ensayo en un solo módulo de las tribunas fue suficiente para realizar el análisis del comportamiento de la estructura, pues el estadio está compuesto por 72 pilares de sustentación (“gigantes”) que se repiten. De esta forma, los resultados obtenidos en solamente un módulo pudieron ser considerados representativos de los demás. Además de proporcionar todas las características dinámicas de la estructura, el ensayo probó una alternativa en estudio que pretendía reducir las vibraciones de las tribunas. Esta alternativa consistía en un pilar metálico situado entre el anillo inferior (numeradas inferiores) y el intermediario (numeradas superiores). De esta manera, el ensayo se realizó dos veces: con y sin el pilar. Después de 10 días de ensayos y cálculos dinámicos, los resultados finales mostraron que:

1) Las estructuras de las tribunas no presentaron ninguna deformación plástica; 2) la alternativa que considera el pilar metálico no presentó reducciones significativas de las vibraciones; 3) con la capacidad completa, los niveles de vibraciones sobrepasan los límites permitidos por las normas internacionales. Para que estos límites sean respetados, se deberá obedecer la siguiente condición: ocupación total en las numeradas inferiores y superiores, que corresponde a 40.000 espectadores, y en las tribunas solo la tercera parte de la capacidad, lo que corresponde a otros 14.000 espectadores.

En la actualidad, el estadio está liberado para la capacidad máxima de 34.000 aficionados, pues el anillo inferior está en obras. Otro estadio que utilizó la misma tecnología italiana para probar sus tribunas fue el Palestra Italia, de la Sociedad Deportiva Palmeiras. Con los mismos problemas de excesivas vibraciones presentados en el caso anterior, el estadio fue liberado con la capacidad parcial.

En el Palmeiras fue necesario realizar el ensayo en cinco módulos distintos, pues las estructuras fueron construidas en épocas diferentes, además de no ser repetitivas, como es el caso del estadio Morumbi. Los resultados mostraron que partes del tramo curvo de las tribunas presentan niveles de vibraciones superiores a los permitidos por las normas internacionales.

Esta misma tecnología utilizada en estos estadios brasileños fue utilizada por Ismes durante la adecuación de diversos estadios italianos para el Campeonato Mundial de Fútbol de 1990, destacándose entre ellos, el San Siro de Milán, Delle Alpi de Turín y Olímpico de Roma.

En la actualidad, el Ismes (Istituto Sperimentale Modelli y Strutture), considerado el mayor centro tecnológico de ingeniería del mundo, viene desarrollando servicios e investigaciones en las áreas de informática, grandes estructuras y defensa del suelo y medio ambiente. Con sede en Bérgamo en Italia, Ismes ha acumulado desde 1947, una amplia experiencia en el área de mantenimiento, monitoreo automático y proyectos de recuperación estructural de túneles, puentes, monumentos históricos, estadios, presas, obras de tierra y edificios. Entre sus principales trabajos se destacan el monitoreo automatizado de la Torre de Pisa, de la cúpula de Bruneleschi en Florencia, de la catedral de la Ciudad de México, de la Humber Bridge en Gran Bretaña, del puente estacional Zarate-Brazo Largo en Argentina, de 300 presas italianas y de 11 presas para la Electricidad Generating Authority of Thailand (Egat). Al inicio de sus actividades, Ismes se dedicó exclusivamente al control de la seguridad de presas italianas para atender a sus socios mayoritario, Enel (Ente Nazionale per l’Energia Elettrica).

En Brasil, las obras ejecutadas durante el gran impulso de la construcción civil, a partir de la década de 50, comenzaron a presentar señales de deterioro por el tiempo de uso, ausencia de mantenimiento, agresividad del medio y, a ejemplo de los estadios, por estar sometidas a esfuerzos superiores a aquellos para los que fueron proyectados.

Estos hechos, aliados a las preocupaciones, exigencias y mayor concientización con la seguridad de los usuarios, llevaron a Etep civil, empresa del Grupo Etep, que desde 1966 actúa en el área de ingeniería consultiva en Brasil, a buscar la asociación de Ismes, para traer a Brasil, tecnologías ampliamente utilizadas en Europa y que solo recientemente han encontrado condiciones de ser aplicadas en nuestro país. El principal objetivo de la asociación es practicar una ingeniería de prevención y mantenimiento de las obras existentes, proporcionando condiciones de utilización en bases sólidas y seguras.

Esta asociación entre Ismes y Etep Civil comenzó en noviembre de 1994, con nuestra visita a Italia para conocer los trabajos realizados en los estadios, presas y monumentos italianos. En octubre de 1995, los ingenieros Paolo Pezoli y Paolo Panzeri, directores de Ismes y profesores del Instituto Politécnico de Milán, estuvieron durante una semana en Brasil visitando los estadios de São Paulo, además de empresas y organismos públicos en las áreas de Energía y Transportes. Durante la visita a Brasil, los ingenieros de Ismes participaron del “1^er Simposio Internacional de Caracterización Dinámica y Seguridad de las Estructuras”, organizado por Etep Civil en el Instituto de Ingeniería de São Paulo, con apoyo de Ibracon. En esa ocasión, se presentaron los problemas y soluciones adoptadas en los estadios italianos, así como las principales técnicas experimentales en el área de dinámica de las estructuras. La consolidación de la asociación se dio con los trabajos realizados en los estadios Morumbi y Palestra Italia.

En la actualidad, Ismes y Etep Civil están constituyendo una joint venture que contará con financiación de la Comunidad Europea para la implantación de un Centro Tecnológico que se llamará Ismes do Brasil. La inversión inicial será de US$ 1 millón y el inicio de sus operaciones está previsto para el primer semestre de 1997. Este Centro Tecnológico estará dotado de equipos especiales, como los que se utilizaron para la realización de los ensayos dinámicos de vibración forzada citados. Además de estos ensayos dinámicos en estadios, el Centro pretende atender también otros tipos de estructuras, tales como grandes presas, puentes, viaductos y túneles. El seguimiento para previsión y situaciones de riesgo, en cuanto al deslizamiento de laderas es otra área en que el Centro pretende actuar. Especialmente en el área de las presas, Ismes desarrolló el software Midas, que es el sistema inteligente de monitoreo de seguridad de estructuras implantado en numerosas presas, dentro y fuera de Italia. Este sistema consiste en ordenar, analizar e interpretar las lecturas periódicas, manuales o automáticas, realizadas por sensores instalados en las estructuras y fundaciones de una presa y activar señales de alerta en caso de situaciones anómalas.

La amplia experiencia adquirida en los casi 50 años de existencia permite a la empresa italiana evaluar la eficiencia de la red de sensores instalados en las presas y redimensionarla, en el caso que sea necesario, incrementando o reduciendo el número de instrumentos existentes. Por medio del sistema Midas, también es posible desarrollar modelos estáticos que utilizan lecturas realizadas a lo largo de la vida de la presa, y modelos deterministas calibrados que parten de hipótesis matemáticas relativas a la geometría de la misma y de las características de sus materiales. Así, se tienen por un lado los parámetros resultantes de los modelos teóricos y de otro las lecturas, manuales o automáticas, obtenidas de los instrumentos instalados. Mediante la comparación entre los resultados, teóricos y observados, se definen eventuales comportamientos anómalos y son accionadas señales de alerta.

Además, ese sistema se “auto diagnostica” chequeando periódicamente los instrumentos, definiendo así, si una lectura discrepante es consecuencia de alguna falla en el sensor o si es una indicación de algún comportamiento anómalo de la estructura.

Toda esta tecnología estará disponible en Brasil, a inicio de año, en el nuevo Centro Tecnológico Ismes de Brasil, el cual también pretende actuar en toda América del Sur.

De la Universidad de Buenos Aires.
EL EMPLEO – Abril / 1997 – nº 343