Juan Sebastián Delgado Trujillo, magíster en Ingeniería – Estructuras de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, ha desarrollado un importante aporte en este campo. Según Delgado, la resistencia de los materiales busca comprender cómo se comportan internamente cuando se someten a esfuerzos o cargas.
En un país con una alta actividad sísmica como Colombia, es fundamental que la ingeniería civil evalúe de manera constante la resistencia de los materiales de construcción frente a los fenómenos naturales. Un informe reveló que durante el primer semestre de este año se han registrado más de 5.000 temblores de mediana y baja intensidad en el país.
En el caso de los sismos, los movimientos sísmicos hacen que las vigas o cimientos soporten una carga adicional debido al desplazamiento de las estructuras, lo que puede causar daños en las construcciones.
Uno de los fenómenos clave que se produce en estos casos es la «histéresis», que se refiere a la capacidad de los materiales de conservar sus propiedades ante un estímulo. Sin embargo, este fenómeno no puede ser detalladamente identificado a través de modelos matemáticos convencionales. Es en este punto donde la investigación de Delgado se vuelve valiosa, ya que ha diseñado tres modelos computacionales mejorados para analizar estos casos.
«La histéresis es un mecanismo natural de los materiales, una especie de proceso de memorización en el cual existen fuerzas restauradoras que disipan la energía durante los movimientos sísmicos«, explica el investigador.
El ingeniero Delgado señala que existen modelos matemáticos que describen el comportamiento de un edificio, pero es más conveniente dividirlo entre poligonales y suaves. El primero considera cambios discretos en el comportamiento de los materiales, con un proceso de daño gradual, mientras que el segundo supone cambios más leves y no transitorios.
Según Delgado, todos los modelos existentes para estudiar esta técnica se basan en fórmulas y se describen mediante ecuaciones. Sin embargo, la histéresis es tan compleja que no se puede reducir a una sola fórmula, lo que ha llevado al investigador a utilizar redes neuronales.
Las redes neuronales son una forma de inteligencia artificial en la que se enseña a un sistema a procesar una secuencia de datos para identificar características únicas de los materiales seleccionados para el estudio.
Para comprobar la eficacia de redes diseñadas, elaboró dos maquetas: una de ferrocemento con mortero y malla de alambre (de un metro de ancho, dos de alto, anclada a una viga fija al suelo y con un peso de 456 kg), otra de pared madero – plástica, con una densidad de 821 Kg/m3 formada por una sección transversal, en medio de 50 milímetros.
“Con el muro madero – plástico el ensayo fue más lento y abarcó una carga mayor, en un tiempo estimado de 1 hora y el de ferrocemento tan tardó 6 segundos para la recolección de la información, esto debido, a que el primer material presentó una mayor resistencia que el concreto permitiendo aplicar mayor carga de sismo”, explica el investigador.
