Dr. Edmundo Amaya-Gallardo, Dra. Indira Inzunza-Aragón
Miembros del Comité de Resiliencia de la Infraestructura
Colegio de Ingenieros Civiles de México, A. c.
Típicamente, la seguridad estructural suele asociarse exclusivamente a la capacidad lateral de las edificaciones para resistir sismos. Esta percepción, aunque comprensible en un país altamente sísmico como México, puede conducir a una visión incompleta del riesgo estructural. Existen otras amenazas naturales como el viento que, si bien actúa de forma distinta al sismo, también puede ocasionar efectos catastróficos, como lo evidenció el huracán Otis en Acapulco, donde la devastación alcanzó niveles comparables a una zona de desastre. Por ello, la resiliencia estructural ante efectos eólicos no puede seguir siendo un tema secundario, considerando el contexto del cambio climático y vulnerabilidad urbana, incluyendo tanto la urbanización vertical como la autoconstrucción en zonas expuestas.
La resiliencia estructural se entiende como la capacidad de una edificación no solo para resistir sin colapsar, sino para mantener su funcionalidad y recuperarse rápidamente tras un evento extremo. Para alcanzar esta meta, se desarrollan metodologías que optimizan simultáneamente la seguridad, el costo, el tiempo de recuperación y la funcionalidad posterior al evento, las cuales han sido ampliamente adoptadas en el diseño sísmico. Sin embargo, este enfoque aún no se ha trasladado con la misma fuerza al diseño por viento.
El diseño eólico-estructural no debe limitarse a considerar velocidades promedio. En realidad, los mayores riesgos pueden provenir de la componente turbulenta del viento, presente en fenómenos como huracanes y tornados, que afectan con frecuencia las costas mexicanas, el norte del país y regiones particularmente ventosas como el Istmo de Tehuantepec en Oaxaca. Estas condiciones extremas pueden generar ráfagas que alcanzan velocidades críticas, especialmente peligrosas para edificios altos, estructuras ligeras o con geometrías poco convencionales. El viento es un fenómeno dinámico y complejo; genera vórtices que inducen vibraciones y provocan esfuerzos repetitivos que, con el tiempo, fatigan los materiales.
En otros países, la resiliencia eólica ha sido prevista desde las etapas iniciales de proyectos constructivos y ha impulsado soluciones arquitectónicas y tecnológicas que mitigan los efectos inducidos por el viento. Ejemplos destacados incluyen el Burj Khalifa (el edificio más alto del mundo) en Dubái, cuyo diseño en espiral evita la sincronización de remolinos que se forman alrededor de la estructura, reduciendo así las vibraciones que el viento puede provocar en todo el edificio; y la Torre Taipéi 101 en Taiwán, equipada con un enorme péndulo de acero suspendido en su interior que contrarresta los desplazamientos causados por ráfagas turbulentas. Estas soluciones reconocieron la importancia frente al viento como un agente relevante en la resiliencia eólico-estructural.
De acuerdo con el Centro Nacional de Prevención de Desastres (CENAPRED), cada temporada de huracanes se reportan daños estructurales y no estructurales, como desprendimiento de fachadas, ventanales o elementos ornamentales, además de pérdidas económicas por reparaciones e interrupciones operativas. A pesar de ello, en la práctica común del diseño estructural, los efectos eólicos han sido tratados durante mucho tiempo como cargas “secundarias”. Esto responde, en parte, a que el cálculo por viento, especialmente en elementos no estructurales como fachadas, suele ser complejo, poco abordado en la formación profesional y tradicionalmente excluido del ámbito del estructurista, al considerarse responsabilidad del arquitecto, constructor o proveedor. También persiste un desinterés por ejecutar adecuadamente el análisis y diseño de estos elementos, lo que contribuye a que su comportamiento frente al viento se resuelva de forma empírica o improvisada.
Los efectos del viento sobre edificaciones tienen implicaciones económicas y sociales significativas. Por ello, no basta con considerar únicamente los empujes constantes del viento sobre las construcciones; es indispensable contemplar los remolinos y ráfagas (turbulencia) que pueden hacer vibrar a la estructura, para comprender y mitigar los efectos dinámicos sobre el esqueleto y recubrimientos de la edificación, y así contribuir, desde la eficiencia estructural, al confort de sus usuarios. La omisión de este enfoque, sumada a deficiencias en los procesos constructivos, puede derivar en desprendimientos, daños progresivos o fallas que, aunque no provoquen el colapso total de la edificación, sí comprometen su funcionalidad. En espacios esenciales como escuelas, hoteles, oficinas u hospitales, estos daños pueden requerir evacuaciones, interrumpir operaciones y generar pérdidas económicas significativas. En este contexto, alcanzar una resiliencia estructural frente al viento se vuelve un objetivo prioritario en el diseño y la planificación urbana.
Frente a este panorama, resulta indispensable fortalecer el diseño eólico de elementos estructurales y no estructurales mediante herramientas que permitan analizar con mayor precisión el comportamiento aerodinámico de las edificaciones. Para ello, la ingeniería mexicana dispone de instrumentos normativos como la Norma Técnica Complementaria para Diseño por Viento (NTC-Viento, 2023), aplicable en la Ciudad de México y su zona metropolitana, y el Manual de Diseño de Obras Civiles de la Comisión Federal de Electricidad (CFE), de alcance nacional. Además, existen recursos experimentales y computacionales que, aunque aún no son de uso extendido en la práctica profesional, ofrecen un potencial significativo para mejorar la seguridad estructural frente al viento. Entre ellos destacan los modelos a escala en túneles de viento, que permiten simular condiciones reales de turbulencia urbana. Desde 2015, la UNAM cuenta con un Laboratorio de Túnel de Viento de Capa Límite, capaz de analizar el comportamiento aerodinámico de edificios y puentes en escenarios controlados. En el plano internacional, el Domo de Viento WindEEE, en Canadá, representa la vanguardia en simulación tridimensional de vientos extremos, incluyendo tornados y ráfagas envolventes.
De forma complementaria, la Dinámica de Fluidos Computacional (DFC) permite modelar digitalmente flujos de aire complejos alrededor de edificaciones reales. Esta técnica predice la distribución de presión del viento y zonas altamente turbulentas, brindando una visión detallada del desempeño aerodinámico de las estructuras. Aunque no sustituye al túnel de viento, la DFC ofrece una alternativa útil para explorar diseños, evaluar escenarios específicos o refinar modelos experimentales, especialmente en zonas difíciles de instrumentar. Es importante no confundir esta técnica con herramientas de inteligencia artificial (IA): aunque ambas emplean métodos computacionales avanzados, parten de fundamentos teóricos distintos.
Ante los desafíos que plantea el viento como fenómeno recurrente y complejo, el diseño estructural requiere una visión multiamenaza que considere su impacto a lo largo del ciclo de vida de la edificación. Esto implica evaluar el desempeño tanto de la estructura principal como de los sistemas no estructurales, y adoptar criterios que permitan reducir vulnerabilidades, mejorar la continuidad operativa y fortalecer la seguridad urbana. Hacia una verdadera cultura de resiliencia, el viento debe dejar de ser considerado una “amenaza secundaria”. El reto está en manos de ingenieras, ingenieros, diseñadoras, diseñadores, autoridades y personas propietarias: construir no solo para que una estructura resista, sino para que persista, brindando espacios seguros a sus usuarios.