Recientemente, el Imperial College de Londres, junto con la consultora de ingeniería Arup y otras instituciones, publicó la versión final del artículo sobre la tecnología de amortiguación autónoma para edificios de gran altura. Esta tecnología utiliza la masa de los propios pisos del edificio para absorber la energía generada por la carga del viento y los terremotos, logrando reducir la aceleración máxima de los edificios de gran altura en más del 70% y el momento flector en la base en un 50%, ofreciendo una nueva solución técnica para el diseño de resistencia al viento y a los sismos en edificios altos.
Este sistema, inspirado en las pagodas tradicionales japonesas, separa moderadamente un grupo de pisos utilizables cerca de la parte superior del edificio del núcleo central, conectándolos mediante resortes y amortiguadores. Cuando ocurren vientos fuertes o terremotos, estos pisos pueden desplazarse ligeramente con respecto al núcleo, utilizando su propio peso para absorber y disipar la energía vibratoria. Los pisos correspondientes pueden seguir utilizándose como espacio normal del edificio, sin necesidad de instalar grandes contrapesos dedicados en la azotea.
Los edificios de gran altura existentes suelen controlar el balanceo aumentando la rigidez estructural o instalando amortiguadores de masa sintonizada. Estos últimos requieren suspender contrapesos de cientos de toneladas en la parte superior del edificio, lo que ocupa espacio útil y capacidad estructural, además de requerir ajustes según la frecuencia de vibración del edificio. El nuevo sistema utiliza directamente la masa existente del edificio para generar amortiguación, sin necesidad de añadir contrapesos adicionales de igual magnitud ni depender de una sintonización de frecuencia única.
El equipo de investigación tomó como prototipo un edificio de 300 metros de altura, construyó un modelo dinámico a escala 1:300 y realizó pruebas en túnel de viento aeroelástico. En comparación con una estructura convencional sin sistema de amortiguación, la aceleración máxima del modelo de prueba se redujo hasta en un 71% y el momento flector en la base disminuyó más del 50%. Bajo condiciones de carga de viento con período de retorno de 50 años, el desplazamiento relativo entre los pisos móviles y el núcleo central se controló dentro de los 50 milímetros.
Las simulaciones complementarias de historias temporales sísmicas muestran que este sistema puede reducir el desplazamiento en la parte superior del edificio en un promedio del 42%, y el desplazamiento de los pisos móviles hasta en un 74%. Dado que los efectos del viento y los terremotos sobre la estructura principal y los cimientos disminuyen simultáneamente, los diseñadores pueden optimizar la configuración de materiales del núcleo central, las columnas y los cimientos, reduciendo la cantidad de hormigón y acero necesaria para resistir cargas laterales.
Los resortes, amortiguadores y soportes utilizados en este sistema pertenecen a tecnologías existentes en la ingeniería de la construcción. El equipo de investigación planea, como siguiente paso, realizar pruebas con módulos de pisos móviles a mayor escala y tiene previsto incorporar este sistema en el diseño de edificios de gran altura reales para su validación. Los principios subyacentes también podrían investigarse para su aplicación en puentes de gran luz, estructuras marinas, aerogeneradores y torres de comunicación.