Identificación de daño estructural de forma descentralizada en marcos planos a cortante

Abstract

Existen distintos fenómenos que pueden afectar a una estructura y propiciar que tenga un mal funcionamiento. Cargas accidentales provocadas por errores humanos, o fenómenos naturales tales como sismos y huracanes, pueden ocasionar daño estructural y este a su vez afectar el contenido de la estructura. La no detección o la detección tardía de daño estructural pueden causar pérdidas humanas y económicas. El objetivo de este trabajo es identificar el daño estructural en marcos planos a cortante de una forma descentralizada. Existen muchos métodos para la identificación de daño. Esta investigación utiliza la historia de desplazamientos como herramienta de detección de daño. Se definirá el daño como los cambios en propiedades geométricas de los elementos estructurales. Este se simula reduciendo la rigidez de las columnas, y se deja a las vigas con rigidez infinita (marco plano de cortante). La instrumentación de la estructura proporciona información para el análisis modal. Los métodos actuales proponen que la información recolectada sea concentrada en un sólo punto, es decir, de forma centralizada. Esto implica que el nodo concentrador debe tener la capacidad para recibir la información de toda la estructura. El uso de nuevas tecnologías, tales como sensores con capacidades de procesamiento local y de comunicación inalámbrica (sensores inteligentes), pueden permitir descentralizar el procesamiento de la información. Un análisis descentralizado es un método atractivo para la detección de daño. La descentralización surge como una solución a las complicaciones que se tienen en el sistema centralizado, tales como: tiempo de colocación, mantenimiento y costos. El método de análisis que se emplea se basa en el método POD (Proper Orthogonal Decomposition), cuya metodología sirve para obtener los parámetros modales. Estos después son comparados con los dos estados del sistema: el sistema inicial sin daño y ya dañado. Los resultados obtenidos con el POD muestran que es posible detectar daño con niveles bajos de cambios de rigidez. Este trabajo demuestra que el uso de sensores inteligentes puede ser un nuevo paradigma para la detección de daño estructural.