Los recientes bombardeos de misiles desde Irán ya se han cobrado la vida de civiles y han dejado muchos heridos, junto con escenas de destrucción raramente vistas en Israel. Uno de los principales impulsores de esta devastación es lo que se conoce como el efecto de onda expansiva, la violenta onda de presión generada por una liberación repentina de energía durante una explosión.
Si bien el alcance de estas ondas varía según numerosos factores, la fuerza de la explosión sigue siendo el elemento más crítico. Pero, ¿qué es exactamente una onda expansiva? ¿Cómo se forma? ¿Qué influye en su fuerza y alcance? ¿Y cómo se puede reducir su daño?
El poder destructivo de los misiles se deriva en gran medida de las ondas de choque que crean sus explosiones. Estas olas no sólo causan estragos en los edificios, sino que también causan lesiones graves y, a veces, mortales a las personas atrapadas en su camino.
"Una onda expansiva es esencialmente una onda de choque desencadenada por una liberación repentina y masiva de energía", explica el profesor Asher Yahalom, de la Universidad de Ariel. "Cuando esto sucede, la energía comprime rápidamente el aire o medio circundante, formando una onda de alta presión que se irradia hacia afuera desde la fuente", explica.
Según Yahalom, "la característica clave de una onda expansiva es el aumento brusco, casi instantáneo, de la presión, que supera con creces la presión atmosférica normal. La onda viaja a velocidades extremadamente altas, aproximadamente la velocidad del sonido. La presión máxima inicial se desvanece rápidamente a medida que la onda se extiende hacia afuera. Este aumento de presión es la causa principal de destrucción en las explosiones. La fuerza puede derrumbar edificios, romper ventanas, arrojar objetos e infligir lesiones internas devastadoras, a veces fatales".
"La característica clave de una onda expansiva es el aumento brusco, casi instantáneo, de la presión, que supera con creces la presión atmosférica normal."
La gravedad de una onda expansiva depende de muchas variables. "La cantidad de energía liberada durante la explosión es el factor más significativo. Cuanta más energía, más fuerte y de mayor alcance será la explosión, y mayor será el daño", dice Yahalom. "El tipo de explosivo también es importante porque los diferentes materiales liberan energía a diferentes velocidades y eficiencias, lo que afecta la nitidez y la intensidad de la ola. A medida que aumenta la distancia de la explosión, la presión y el poder destructivo disminuyen rápidamente".
La densidad del entorno circundante también juega un papel en la forma en que la onda expansiva se mueve y pierde energía. Los obstáculos físicos, como edificios o montañas, pueden absorber, desviar o reducir su fuerza. Sin embargo, las explosiones en espacios confinados pueden amplificar drásticamente el impacto de la explosión, ya que las ondas reflejadas aumentan repetidamente la presión. "El daño no se trata sólo de qué tan alta llega la presión, sino también de cuánto dura. Un pulso de alta presión más prolongado puede causar una destrucción aún más grave", añade Yahalom.
Cómo minimizar el daño
Las salas seguras de Israel están diseñadas para manejar una amplia gama de amenazas. "El refuerzo de acero dentro del hormigón está dispuesto para evitar que los fragmentos de hormigón se desprendan bajo la presión de la voladura. El yeso también se mantiene más delgado por la misma razón. Es por eso que es mejor evitar colgar objetos como cuadros con marco de vidrio que podrían convertirse en proyectiles peligrosos durante una explosión", explica Yahalom.
Para aquellos que quedaron atrapados al aire libre o en áreas desprotegidas durante una explosión cercana, Yahalom aconseja: "Acuéstese en el suelo, idealmente detrás de una roca o barrera, para minimizar la exposición tanto a la onda expansiva como a los escombros voladores. Manténgase alejado de ventanas, puertas de vidrio y cualquier cosa que pueda caerse o romperse, ya que los escombros voladores son una de las principales causas de lesiones en estas situaciones".
"Acuéstese en el suelo, idealmente detrás de una roca o barrera, para minimizar la exposición tanto a la onda expansiva como a los escombros voladores."
Mitigar los daños causados por las explosiones a través de la construcción requiere una combinación de ingeniería inteligente, medidas de protección y estrictos protocolos de seguridad. El fortalecimiento de los edificios existentes puede implicar la adición de materiales compuestos como telas balísticas para reforzar las paredes, así como la instalación de puertas y ventanas resistentes a explosiones especialmente diseñadas. En los refugios protegidos, las válvulas de explosión y los sellos automáticos en las rejillas de ventilación son esenciales para bloquear la entrada de la onda de presión.
En las nuevas construcciones, especialmente en áreas de alto riesgo, los ingenieros pueden aplicar principios de diseño que reduzcan la vulnerabilidad de un edificio a las explosiones. Estos incluyen muros gruesos de hormigón armado; diseños que permiten que las estructuras absorban parte de la energía de la voladura a través de una deformación limitada en lugar de colapsar por completo; diseños que canalizan las ondas expansivas lejos de los componentes estructurales clave y habitaciones protegidas que cumplen con estrictos estándares de resistencia a explosiones, como la Norma Israelí 4570, una norma para sistemas de ventilación y filtración de aire en refugios y espacios protegidos.
¿Qué distancia recorre la explosión?
La distancia que puede alcanzar una onda expansiva depende en gran medida de la fuerza de la explosión y de factores adicionales como el medio por el que se mueve, ya sea aire, agua o tierra, y el entorno circundante. Un pequeño explosivo detonado en interiores puede destruir completamente una habitación y herir gravemente a los ocupantes debido a los reflejos repetidos que intensifican la onda.
El alcance letal de un pequeño explosivo o granada de mano generalmente se extiende de unos pocos a varias metros. Por el contrario, la explosión de un gran coche bomba o de una planta química podría destruir edificios a varios cientos de metros de distancia y causar lesiones a varios kilómetros de distancia.
Con las explosiones nucleares, la escala crece drásticamente. Una bomba atómica relativamente pequeña puede causar una devastación completa a menos de 1.600 pies de la zona cero. Hasta a 1 o 2 millas de distancia, la mayoría de los edificios civiles sufrirían daños graves o colapsos. Los daños leves a moderados, como ventanas rotas, pueden ocurrir hasta 6 a 12 millas de distancia, dependiendo de las condiciones. Una gran bomba de hidrógeno podría destruir todo en un radio de varios kilómetros, dependiendo de su tamaño.
"En Hiroshima y Nagasaki, la onda expansiva se extendió mucho, en parte porque muchos edificios estaban hechos de papel u otros materiales débiles que claramente no pudieron absorber el impacto", señala Yahalom.
El doctor Amichai Mittelman, del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Ariel, añade: "La intensidad de una onda expansiva disminuye bruscamente con la distancia a la explosión. Por ejemplo, un misil que transporta alrededor de 1.100 libras de explosivos puede causar daños graves en edificios y muertes dentro de los 30 a 60 pies, y daños más leves como ventanas rotas o lesiones a una distancia de hasta 160 a 330 pies".
Según Mittelman, todo el proceso de liberación de energía ocurre en cuestión de milisegundos. "Es por eso que el daño estructural ocurre en esos primeros momentos. Una vez que pasa la explosión, los edificios un poco más alejados del epicentro generalmente no enfrentan un riesgo estructural significativo. Esto es diferente a los terremotos, donde las olas más lentas duran más y pueden causar daños continuos", dijo.
