Durante el pasado mes de junio, un equipo de académicos e investigadores del Departamento de Ingeniería Estructural y Geotécnica UC, llevó a cabo el ensayo de cinco muros de hormigón armado (HA). Los ensayos corresponden a la segunda etapa del Proyecto Fondecyt titulado “Residual Capacity of Earthquake-Damaged Reinforced Concrete Structural Wall Buildings”.

La investigación es desarrollada por Matías Hube, director del Centro de Innovación del Hormigón UC (CIHUC), junto con Hernán Santa María, académico colaborador del CIHUC, y Edgar Chacón-Valero, estudiante del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería UC

El objetivo del proyecto es investigar cuál es la capacidad sísmica residual de muros de HA previamente dañados por terremotos. La capacidad sísmica residual se entiende como la habilidad que tienen los elementos estructurales para soportar terremotos futuros cuando han sido previamente afectados por una carga sísmica. “Las afectaciones en los elementos estructurales pueden incluir pérdidas de rigidez inicial, resistencia lateral, capacidad de deformación lateral, capacidad de disipación de energía, entre otros factores”, comenta Edgar Chacón.

El propósito del ensayo de los cinco muros es investigar cómo afecta la historia de carga sísmica a la capacidad residual de muros de hormigón armado con relación de aspecto 1.5, relación de carga axial de 10% del área gruesa por (resistencia a la compresión) y sin refuerzo de confinamiento en los bordes. Se espera obtener recomendaciones basadas en criterios de deformación que permitan estimar de mejor manera la factibilidad para la reparación, rehabilitación o demolición de muros de HA previamente dañados por terremotos.

Resultados de la investigación

Los datos obtenidos, entregan información relevante sobre el comportamiento sísmico de muros de HA ante distintas intensidades de historias de carga sísmica previa. Entre ellos, la capacidad de deformación en condición dañada, lo que permite proponer criterios para fortalecer la evaluación pre y post terremoto de muros de HA.

Esta investigación cuenta con al menos tres áreas para futuras investigaciones, en las cuales se espera finalizar con publicaciones en revistas científicas:

• Análisis de los resultados experimentales, determinación de todos los indicadores de capacidad residual y desempeño sísmico, especialmente la capacidad de deriva o capacidad última de deformación de los muros.
• Análisis detallado de las deformaciones de los muros, empleando correlación digital de imágenes. Dicho análisis será validado con los valores de deformación medidos durante el ensayo.
• Predicción de las deformaciones del muro con inteligencia artificial. Se emplearán algoritmos de inteligencia artificial para caracterizar y posteriormente predecir el daño en muros de HA.

¿Qué desafíos de la industria se busca solucionar con esta investigación?

En conversación con Edgar Chacón, estudiante de Doctorado de Ingeniería Estructural y Geotécnica UC, comenta que los resultados de esta investigación permitirán avanzar en al menos tres aspectos fundamentales:

• Robustecer los criterios de evaluación post-terremoto de estructuras dañadas. Esto en cuanto a la toma de decisiones relacionadas a la reparación, rehabilitación o en última instancia demolición de estructuras dañadas por terremotos.
• Reforzar los criterios sismo-resistentes para el diseño y reparación de muros estructurales de hormigón armado.
• Alimentar bases de datos experimentales que posteriormente serán usadas para validar y fortalecer modelos numéricos clásicos y de inteligencia artificial tipo “machine learning”, respectivamente. La funcional principal de estos modelos es “predecir” el comportamiento sísmico de muros estructurales de HA sin recurrir a ensambles y pruebas de laboratorio.

Autora: Valeria F. Moraga D.