En el contexto de un mercado dinámico marcado por la globalización, las bodegas para almacenamiento industrial juegan un papel fundamental en la cadena de suministro. La mercancía derivada de productos de tecnología, medicamentos, construcción y alimentos son solo un ejemplo de lo que diariamente se almacena en bodegas para su distribución. Empresas como Amazon, por ejemplo, han logrado transformar los modelos de negocio a nivel mundial en una sinergia de disciplinas, donde la obtención de un producto se puede realizar desde una de estas grandes bodegas a partir de un simple click en un celular.

El tipo de infraestructura empleado determina la eficiencia, no solo por la capacidad de almacenamiento o la modalidad de almacenamiento (automatizado o manual), sino por su desempeño durante su vida útil. En este sentido, es necesario garantizar seguridad, resistencia y durabilidad de los sistemas de almacenamiento industrial en acero (racks), a fin de resguardar no solo la vida del personal que labora en las instalaciones sino de la mercancía almacenada.

En Chile, la amenaza sísmica introduce una complejidad a los requisitos antes mencionados para poder garantizar una vulnerabilidad aceptable y coherente con el medio, los recursos humanos y la inversión. Por otro lado, son ampliamente conocidas las múltiples soluciones en estructuras tipo racks a nivel mundial, sin embargo, estos productos deben pasar por una validación y adaptación importante para su uso en el ámbito nacional. Las estructuras tipo rack tienen características muy particulares, las cuales pueden ser resumidas en estructuras de acero muy livianas, con capacidad de modificación de su topología durante vida útil, con secciones de vigas-columnas-riostras de perfiles conformados en frío y pared delgada, susceptibles a sufrir deformación local como principal mecanismo de daño y donde los efectos de segundo orden son condicionantes del comportamiento en etapa de operación y obviamente, ante sismos.

Bodega de almacenamiento Amazon.

La necesidad de mejorar el desempe- ño sísmico de racks ha movilizado a los principales involucrados a plantear estrategias que permitan elevar el estándar a fin de garantizar el buen funcionamiento de este tipo de estructuras en el mercado chileno. Por tal motivo, desde el 2017 se vienen realizando acciones orientadas por el Instituto Chileno del Acero (ICHA), a solicitud y en convenio con importantes empresas del sector, profesionales de la ingeniería y la academia. Un resultado tangible fue la elaboración del documento técnico (no normativo): “Bases técnicas para el diseño estructural de estantería metá- lica en Chile”, elaborado para orientar a compradores y proveedores de racks en los requisitos mínimos y elementos de juicio técnico a los profesionales de la ingeniería estructural ante la ausencia de organismos reguladores y normativa vigente que limite el ingreso de nuevas propuestas de este tipo de estructuras, muchas veces no adaptadas ni válidas en Chile. En la actualidad se está desarrollando una versión ampliada del documento.

Posteriormente, en el 2018 se inicia la intención de conformar un Comité Técnico ICHA exclusivo para estanterías metálicas y formalmente en el 2019 se inicia dicho comité constituido por numerosas empresas proveedoras de racks, destacados profesionales de la ingeniería estructural, revisores y miembros de la academia. El desafío a futuro era confeccionar un documento base que abarcara los aspectos normativos necesarios para el diseño estructural de estructuras de almacenamiento en acero actualizado, entendiendo que los requerimientos de diseño sísmico deben descargar sobre la norma NCh2369.Of2003, Diseño sísmico de Estructuras e Instalaciones Industriales.

Luego de interesantes y enriquecedores debates en Diciembre de 2019 se obtiene el documento y finalmente es aceptado por el Instituto Nacional de Normalización (INN) como borrador para el Anteproyecto de la norma chilena prNCh3703 – Sistemas de Almacenamiento de Estructuras de Acero – Requisitos, actualmente en discusión pública.

Desde la academia se han realizado interesantes investigaciones a nivel de pregrado y postgrado en torno a las estructuras tipo racks. El ingeniero y profesor de la Universidad Federico Santa María, Carlos Aguirre, publica en la revista científica Journal of Constructional Steel Research en el 2004 el resultado de una investigación experimental y numérica sobre la caracterización de conexiones a momento en racks y su incidencia en el comportamiento sísmico de los racks. Los resultados evidencian la poca rigidez que las conexiones a momento desarrollan y se observa que los factores de reducción pueden llegar a valores de R=4.

Por otro lado, en el Grupo de Estructuras de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC) se han adjudicado los años 2020 y 2021, diversos proyectos de investigación (Fondecyt Iniciación y Fondef IDeA), donde se destaca el estudio del comportamiento cíclico de muros de albañilería, conexiones en estructuras de acero con perfiles tubulares y sistemas de protección sísmica entre otros. El proyecto Fondef en particular, propone caracterizar el comportamiento de racks empleando aislamiento sísmico en la base, obteniendo como resultado publicaciones científicas en la revista Engineering Structures y la revista Metals. Actualmente, se están ejecutando los ensayos experimentales en mesa vibradora y pronto se espera obtener los prototipos.

Colapso de estructura de almacenamiento ubicada en Estados Unidos, según FEMA.

De igual forma en el año 2020, se realiza una publicación en la revista Metals sobre el desempeño sísmico de racks sometidos a sismos chilenos. Los resultados muestran la gran influencia que tiene la esbeltez global y el comportamiento cíclico de las conexiones en el desempeño sísmico de los racks, y la afectación que introduce el uso de torres de arriostramiento como estrategia para el cumplimiento de derivas impuestas por la norma NCh2369.Of2003. En los próximos meses se espera obtener los resultados de un estudio experimental y numérico sobre conexiones en sistemas de almacenamiento tipo selectivo y tipo drive-in considerando sismos chilenos, llevado a cabo por alumnos de postgrado y pregrado de la UCSC haciendo uso del nuevo Laboratorio de Ingeniería Estructural, el cual permite ensayos a escala real y cuenta entre otros recursos con losa y muro de reacción apta para ensayos bidireccionales.

Es importante destacar estas acciones, ya que son el resultado de muchos esfuerzos provenientes de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), empresas privadas, universidades y corporaciones como el ICHA, cuyo aporte final es generar desarrollo en Chile adaptado a las necesidades en el ámbito nacional con los más altos estándares.