La consideración de la acción sísmica constituye una de las primeras etapas en numerosos proyectos de ingeniería civil y edificación. Antes de comprobar la estabilidad de un talud o verificar una cimentación, es necesario definir correctamente los parámetros sísmicos que establece la normativa.
Aunque el procedimiento está perfectamente definido en el Eurocódigo 8 y en el Anexo Nacional español, su aplicación práctica sigue requiriendo consultar diferentes mapas, tablas y coeficientes antes de disponer de los valores necesarios para el cálculo.
Este proceso, que se repite prácticamente al inicio de cada proyecto, consume tiempo y aumenta la probabilidad de cometer errores al trasladar manualmente la información entre la normativa y los modelos de cálculo.
Con el desarrollo de aplicaciones específicas mediante inteligencia artificial, este tipo de tareas repetitivas puede automatizarse, permitiendo obtener la información de proyecto de forma inmediata y homogénea.
1. Un paso imprescindible en cualquier proyecto
La definición de la acción sísmica condiciona el diseño de numerosas estructuras y obras geotécnicas. Tanto en proyectos de edificación como de infraestructuras es necesario determinar una serie de parámetros que servirán de base para los cálculos posteriores.
Entre ellos destacan:
- Aceleración sísmica básica.
- Coeficiente de contribución.
- Coeficiente de importancia.
- Tipo y coeficiente de terreno.
- Coeficientes de seguridad aplicables.
Aunque cada uno de estos parámetros puede obtenerse siguiendo el procedimiento establecido por la normativa, en la práctica resulta necesario consultar simultáneamente el mapa de peligrosidad sísmica, las tablas del Anexo Nacional y las expresiones del Eurocódigo 8.
Como consecuencia, una tarea relativamente sencilla desde el punto de vista conceptual termina convirtiéndose en un proceso repetitivo que debe realizarse una y otra vez para cada nuevo emplazamiento.
La mayor parte del tiempo no se dedica al cálculo, sino a localizar y recopilar correctamente toda la información normativa necesaria.
2. Limitaciones del procedimiento tradicional
La mayoría de los proyectistas continúa obteniendo estos parámetros de forma manual.
El procedimiento habitual consiste en localizar el emplazamiento sobre el mapa sísmico, identificar la aceleración básica correspondiente, consultar el coeficiente de importancia en función del uso de la estructura, determinar el tipo de terreno y aplicar las expresiones establecidas por la normativa para obtener la aceleración de cálculo y el resto de los parámetros de proyecto.
Aunque este procedimiento es perfectamente válido, presenta algunas limitaciones habituales:
- Requiere consultar diferentes documentos durante el mismo proceso.
- Consume tiempo, especialmente cuando se trabaja sobre numerosos proyectos.
- Favorece errores de transcripción entre tablas y hojas de cálculo.
- Dificulta la estandarización del procedimiento dentro de una organización.
En muchos casos, las empresas terminan desarrollando pequeñas hojas de cálculo internas para agilizar parte del trabajo. Sin embargo, estas soluciones suelen resolver únicamente una parte del problema y requieren un mantenimiento continuo conforme evolucionan las metodologías o la normativa.
3. Automatizando la obtención de la información sísmica
La inteligencia artificial está facilitando el desarrollo de aplicaciones técnicas especializadas que permiten automatizar procesos repetitivos sin modificar los procedimientos establecidos por la normativa.
En este caso, el objetivo no consiste en sustituir el criterio del ingeniero, sino en simplificar la obtención de los datos necesarios para comenzar el proyecto.
Una aplicación específica puede integrar en un único entorno todo el proceso de consulta y cálculo:
- Selección del emplazamiento directamente sobre el mapa.
- Obtención automática de la aceleración sísmica básica y coeficiente de contribución.
- Determinación del coeficiente de importancia según el tipo de construcción.
- Asignación del coeficiente de terreno correspondiente.
- Cálculo de la aceleración sísmica de proyecto.
- Obtención de las fuerzas sísmicas empleadas en la verificación de taludes.
- Visualización de los coeficientes de seguridad aplicables al diseño.
De esta forma, el ingeniero dispone en pocos segundos de toda la información necesaria para iniciar los cálculos, manteniendo siempre el control sobre las hipótesis adoptadas y la interpretación de los resultados.
La automatización no modifica el procedimiento definido por el Eurocódigo 8; simplemente elimina el trabajo repetitivo asociado a su aplicación.
4. Ejemplo práctico de aplicación
Como ejemplo, se ha desarrollado una aplicación específica para consultar y obtener automáticamente la información sísmica de proyecto de acuerdo con el Eurocódigo 8 y el Anexo Nacional de España.
La herramienta permite seleccionar cualquier ubicación dentro del territorio nacional en un mapa interactivo y generar las coordenadas del emplazamiento del proyecto, para obtener de esta forma la aceleración sísmica básica y el coeficiente de contribución.
Tras esto, se define la estructura a diseñar y la clase de importancia asociada a dicha estructura, para calcular la aceleración sísmica de cálculo para un terreno tipo A. También puede definirse atendiendo al periodo de retorno de diseño o la probabilidad de fallo de la estructura.
Con la información obtenida y definiendo el coeficiente de suelo S, que puede obtenerse de nuestra aplicación de gestión y tratamiento de datos de ensayos CPTu, se puede calcular las fuerzas sísmicas a aplicar en un análisis sísmico pseudoestático de taludes.
También es posible obtener los coeficientes de seguridad a adoptar o a aplicar en función de la comprobación que se quiera realizar.
Toda la información se presenta de forma clara e inmediata, evitando consultas repetidas a la normativa y reduciendo considerablemente el tiempo necesario para definir la acción sísmica de proyecto.
Este tipo de aplicaciones demuestra que la inteligencia artificial puede emplearse para desarrollar herramientas técnicas altamente especializadas sin alterar los criterios de cálculo establecidos por la normativa.
El verdadero potencial reside en la posibilidad de seguir incorporando nuevas funcionalidades adaptadas a las necesidades reales de los proyectistas. A partir de la obtención de la acción sísmica podrían integrarse, por ejemplo, espectros elásticos de respuesta, espectros de diseño, verificaciones específicas para distintas tipologías estructurales o procedimientos adicionales de comprobación geotécnica.
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Disponible en versión web y en versión descargable, lo que permite a cualquier profesional acceder a ella, explorar sus funcionalidades y adaptarla a sus necesidades.