Herramientas numéricas innovadoras para evaluar mejor los riesgos sísmicos y la seguridad estructural de los edificios
Los ingenieros esperan una respuesta inelástica de los edificios frente a un terremoto, es decir, que absorban una parte de la energía sísmica. En la mayoría de los casos, sigue siendo difícil otorgar un nivel de fiabilidad a la predicción numérica de la respuesta sísmica inelástica. El proyecto NOUS (Probabilistic inverse models for assessing the predictive accuracy of inelastic seismic numerical analyses), financiado con fondos de la Unión Europea, apostó por un enfoque innovador basado en la teoría probabilística inversa para valorar la incertidumbre de los modelos relacionada con los análisis numéricos de la inelasticidad sísmica. NOUS se basa en la noción de que las fuerzas atenuadoras que se deben introducir en los análisis temporales inelásticos sísmicos pueden reflejar la incertidumbre intrínseca en el modelo estructural inelástico. Los socios del proyecto estudiaron estas fuerzas amortiguadoras, que normalmente se calculan aplicando la atenuación de Rayleigh. Un examen de la atenuación de Rayleigh muestra la dificultad de controlar la razón de atenuación que resulta de este tipo de atenuación a lo largo del análisis sísmico inelástico temporal. El equipo de NOUS propuso una técnica analítica para el control óptimo de las razones de atenuación. A continuación, utilizó este método para realizar un análisis de sensibilidad probabilístico a fin de cuantificar el efecto de las razones de atenuación inexactas sobre los parámetros necesarios para la ingeniería, relevantes para el diseño basado en el rendimiento. Los investigadores desarrollaron un modelo estructural probabilístico no lineal de una estructura de bastidor de hormigón reforzado y lo probaron en una mesa de simulación de terremotos. También realizaron simulaciones de Monte Carlo con procedimientos de muestreo eficientes a fin de propagar la incertidumbre inicial en la amortiguación con un método manejable. Con el fin de evaluar la precisión predictiva de los análisis numéricos sísmicos inelásticos, el equipo del proyecto diseñó un enfoque probabilístico o bayesiano inverso. También se analizaron estructuras de bastidores de hormigón reforzado con el fin de abordar el problema de reducir la incertidumbre intrínseca del modelo. Las herramientas de NOUS sirven para evaluar la precisión predictiva de los modelos numéricos que se utilizan para simular la respuesta de estructuras no lineales en lugares propensos a la actividad sísmica y, a la vez, mejorar los métodos de gestión de riesgos sísmicos. Esto influirá sobre los ingenieros que diseñen o reacondicionen edificios, las pólizas de seguro que creen las aseguradoras y los equipos de crisis que intenten salvar vidas en terremotos.
Palabras clave
Riesgo sísmico, seguridad estructural, NOUS; modelos probabilísticos inversos, análisis numéricos sísmicos inelásticos
