PyBlock: software para conocer vulnerabilidad estructural en sismos

En la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad de Colima (Ucol), el doctor en ingeniería civil Agustín Orduña Bustamante llevó a cabo —con el respaldo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt)— el proyecto de investigación Desarrollo de una formulación numérica para el cálculo de la respuesta no-lineal dinámica de estructuras históricas de mampostería.

En este proyecto se propuso un planteamiento matemático que permite estudiar la forma en que las construcciones históricas responden ante fenómenos como su propio peso, sismos u otros que las puedan poner en riesgo, comentó el experto en ingeniería estructural en edificios históricos en entrevista con la Agencia Informativa Conacyt.

“El planteamiento se basa en suponer que la construcción se puede ver como un conjunto de bloques muy rígidos y en contacto unos con otros. Las construcciones estudiadas están hechas de piedras unidas con juntas de mortero y las uniones entre los bloques rígidos pueden representar las grietas que normalmente aparecen cuando ocurre un sismo”, explicó el profesor investigador.

Mencionó que una de las funciones de los ingenieros estructurales consiste en evaluar la seguridad y vulnerabilidad de una construcción ante fenómenos naturales, por lo que es necesario conocer a qué nivel de intensidad sísmica o de categoría de un huracán pueden las edificaciones registrar fallas estructurales.

Durante cuatro años, Orduña Bustamante estudió construcciones históricas de mampostería, que es un procedimiento de construcción en que se unen las piedras con un aglutinante, para analizar las fallas como grietas en este tipo de edificios.

En la actualidad dijo que existen procedimientos muy sofisticados como el método de los elementos finitos (MEF), que es un método numérico general para la aproximación de soluciones de ecuaciones diferenciales parciales en cierto entorno, que se utiliza en diversos problemas de ingeniería y física.

Además hay otros procesos que son demasiado simplificados, por lo que no responden a las demandas de la ingeniería sísmica, por eso realizó una propuesta de un modelo numérico más práctico y económico, modificando elsoftware PyFEM.

Programa de cálculo automático

En el software denominado PyBlock, que es un programa de cálculo automático, el investigador desarrolló herramientas para analizar varios modelos, por ejemplo muros y una pequeña casa de mampostería que ensayaron en Pakistán, comparando los resultados experimentales y numéricos.

“Se estudiaron muros y construcciones pequeñas y se pudo comprobar que nuestra propuesta puede simular bastante bien la forma en que responden y, eventualmente, las fallas de las construcciones históricas, lo que es útil para evaluar el nivel de seguridad de la construcción y si es necesario reforzarla o no”, aseguró.

El proyecto Desarrollo de una formulación numérica para el cálculo de la respuesta no-lineal dinámica de estructuras históricas de mampostería forma parte de las líneas de investigación: vulnerabilidad y riesgo sísmico de estructuras y aplicaciones de la computación a la ingeniería civil.

Afirmó que para términos de ingeniería, este programa de cálculo proporciona buenos resultados porque predice dónde va a fallar la estructura, dónde se van a formar las grietas y aproximadamente a qué nivel de carga lateral estática pueden colapsar las construcciones históricas de mampostería.

“Queremos proteger los edificios históricos porque son legado de nuestros antepasados, parte de nuestra historia y cultura y, como no fueron construidos con los conocimientos que ahora tenemos, generalmente son vulnerables, por eso el propósito de la investigación es evaluar la vulnerabilidad de estas edificaciones”, concluyó.

Fuente: CONACYT.