Ciencia Costa Rica , Costa Rica, Miércoles, 12 de marzo de 2014 a las 09:42

Simulan el efecto de movimientos sísmicos sobre puentes

Rolando Castillo Barahona, coordinador de la Unidad de Puentes del LANAMME, destacó que el equipo abre grandes posibilidades desde el punto de vista de la enseñanza y la investigación

UCR/DICYT El efecto del paso de vehículos, camiones cargados y sismos sobre la estructura de puentes será estudiado con ayuda de mesas vibratorias y modelos de puentes en miniatura a escala adquiridos por el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales de la Universidad de Costa Rica (LANAMME- UCR). Con la adquisición de este moderno equipo, la UCR pasa a formar parte del Consorcio de Universidades con Mesas Vibratorias Instructivas (conocido en inglés como UCIST o University Consortium on Instructional Shake Tables).

 

El UCIST inició con la participación de 23 universidades de los Estados Unidos de América y ahora reúne a más de 100 universidades de Norteamérica y el mundo, las cuales comparten la información de sus investigaciones y tiene ocho módulos educativos con manuales, fotografías y videos para reproducir los experimentos elaborados por sus miembros.

 

Las mesas están conectadas a una computadora, la cual por medio de “software” especializado puede reproducir movimientos sísmicos reales que hayan sucedido en Costa Rica o cualquier parte del mundo. Esto permite prever los efectos de estos en la estructura de un puente o edificio.

 

Asimismo, ayuda diseñar y construir puentes más resistentes, tanto a los sismos, como a las vibraciones producidas por el constante paso de vehículos, ya que el equipo permite estudiar en el laboratorio los efectos de las cargas en diferentes partes del puente, así como comprobar si la estructura es capaz o no de soportar esas cargas.


Enseñanza e investigación

 

El Ing. Rolando Castillo Barahona, coordinador de la Unidad de Puentes del LANAMME, destacó que el equipo abre grandes posibilidades desde el punto de vista de la enseñanza y la investigación.

 

Puntualizó que “en docencia, va a permitir a profesores e instructores complementar la enseñanza de los conceptos fundamentales del comportamiento sísmico de estructuras de puentes y edificaciones mediante ensayos demostrativos de laboratorio”.

 

“Queremos comprender, por medio de estos modelos a escala, cuál es el comportamiento de las estructuras. Después ese conocimiento nos va a dar la oportunidad de monitorear puentes existentes. Comprendiendo cómo se comportan las estructuras en laboratorio, podremos entender mejor lo que encontremos en puentes existentes”, agregó el especialista.

 

Explicó que la Unidad de Puentes del LANAMME realiza inspecciones visuales estructurales, “las cuales se complementan mediante ensayos en sitio utilizando sensores similares a los que se utilizan en modelos a escala. Esto permite corroborar con instrumentos si el puente realmente se encuentra en el estado que se ve a simple vista”.

 

Estos ensayos en sitio son verificados en laboratorio en un ambiente controlado para estar seguros de la situación de los puentes. Por ejemplo, determinar si la vibración que tiene ese puente es normal o no lo es, para hacer recomendaciones al Gobierno que permitan mejorar el estado del puente que se está estudiando.

 

Planteó como ejemplo el puente sobre el río Tempisque. “Si nosotros por ejemplo realizamos investigación en un puente a escala y comprendemos la forma en que el peso de los vehículos que circulan por el puente afecta los diferentes elementos; o bien el comportamiento de esa estructura siguiendo el movimiento de un sismo, podemos llegar a comprender el estado del puente del Tempisque”.

 

“Con ese conocimiento que adquirimos, vamos luego al propio sitio de ese puente y le colocamos sensores para conocer cuál es el efecto del paso vehicular para corroborar el conocimiento adquirido en el laboratorio”, explicó el Ing. Castillo.

 

Algo similar se hará con el puente sobre el río Chirripó en la ruta 32, “el cual resultó dañado por el sismo de Limón de 1991 y no se le han realizado las reparaciones necesarias, a pesar de que, después de Siquirres es la única vía de acceso a Puerto Limón. Todo esto es investigación aplicada, empezamos con modelos pequeños y después pasamos a puentes existentes”, concluyó el investigador.


Funcionamiento del simulador

 

Según explicó el Ing. Pablo Agüero Barrantes, uno de los investigadores del proyecto, “la mesa tiene un motor operado por computadora al cual se le dan las instrucciones para que ejecute determinado tipo de movimientos en la mesa vibratoria. Pueden ser movimientos sencillos hacia adelante o hacia atrás o movimientos complejos como el de un sismo que son aleatorios”.

 

Según dijo, “a los modelos a escala de las estructuras se les colocan sensores para realizar las mediciones que interesan como deformaciones, fuerza, velocidad, aceleración. Luego con esos datos se hacen los análisis correspondientes”, añadió el Ing. Agüero.

 

El coordinador de la Unidad de Puentes del LANAMME, Rolando Castillo, es ingeniero civil graduado en la UCR y con un doctorado en esa disciplina en la Universidad de Canterbury en Nueva Zelanda.