Técnicas de evaluación, simulación y mejora del estado límite de servicio respecto a vibraciones en estructuras peatonales

Resumen

El modelado y la simulación de sistemas son de gran utilidad para muchas áreas de conocimiento. Poder simular el comportamiento real de un sistema reporta muchas ventajas a diferentes niveles, por ejemplo, en el de la seguridad y en el económico. Del mismo modo, en el campo del diseño estructural considerar aspectos sociales y económicos es tan importante como el científico-técnico. Es por ello que la predicción de la respuesta dinámica de ciertas infraestructuras flexibles ante determinadas acciones (no siempre fáciles de caracterizar) presenta una estrecha relación con la mejora sobre su estado de seguridad y de sus condiciones de servicio. Además, a partir de los modelos obtenidos se pueden diseñar atenuadores pasivos para evitar o, en la medida de lo posible, reducir las vibraciones del sistema principal, asegurando, mediante simulación, el correcto futuro funcionamiento estructural. El uso de modelos discretos y simples ha demostrado ser insuficiente para el adecuado modelado de estructuras esbeltas, ya que no pueden representar algunos efectos relacionados con los modos de vibración cuando éstos están poco espaciados y que frecuentemente ocurren en la práctica bajo la acción de los peatones, por lo que la necesidad de considerar las vibraciones, su cuantificación y control en la fase de diseño es primordial. Esta tesis aborda una metodología adecuada para afrontar dichas consideraciones sobre una pasarela peatonal concreta, estudiando el problema bajo nuevas estrategias de evaluación que derivan en diferentes posibilidades en función del propósito. Como ocurre en muchos proyectos de ingeniería, se hace necesario trabajar en equipo y combinar múltiples conocimientos de diversos campos. Cuando además el proyecto es de investigación, esas necesidades son mayores. En el desarrollo de esta tesis doctoral se ha trabajado en modelado mediante elementos finitos, en sensorización e instrumentación, en identificación estructural, en tratamiento de registros temporales, en el calibrado de modelos computacionales para que las simulaciones sean realistas y en el diseño conceptual y mecánico de sistemas pasivos de mitigación de vibraciones, entre otros campos. Algunos de estos trabajos han sido objeto de los artículos y congresos enumerados anteriormente. Complementariamente a lo largo de los siguientes capítulos se ilustrarán, a través del ejemplo concreto de una de las pasarelas peatonales en la que se ha trabajado, los aspectos más interesantes de esta tesis, identificando los enfoques originales y las aportaciones al estado de la técnica.