Con IA, estudio desarrolla concreto de ultra alto desempeño para refuerzo sismoresistente

Diferentes construcciones en áreas propensas a sismos en países de América Latina no cumplen con los códigos sísmicos actuales, debido a factores como la desmesurada construcción informal. Este hecho requiere intervenciones efectivas de rehabilitación sísmica, a través de soluciones con un costo aceptable que permita la más amplia aplicación posible. Es por eso que la investigación de Joaquín Abellán, profesor investigador del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad del Norte, trabajó con algoritmos para producir y optimizar concreto de ultra alto desempeño (UHPC, por sus siglas en inglés) o avanzado, para aplicaciones de retroadaptación sísmica.

Es decir, él y su equipo de investigación entrenaron una inteligencia artificial (IA) capaz de generar un material eficiente para su aplicación como elemento de refuerzo sismoresistente de estructuras, y su socialización fue hecha durante el Congreso de Estrategias de Modelado Numérico para Estructuras de Concreto Sostenibles, organizado en junio en Marsella (Francia), por la Asociación Francesa de Ingeniería Civil (AFGC), la Universidad Gustave Eiffel y el RILEM (Unión Internacional de Laboratorios y Expertos en Materiales, Sistemas y Estructuras de Construcción). Un evento académico del primer nivel, en donde se reúnen expertos de importantes instituciones internacionales, como Virginia Tech, University of Stuttgart, Politecnico di Milano, entre otras. Uninorte fue la única institución colombiana participante y la segunda de Latinoamérica junto a la  Universidade Federal de Rio de Janeiro (Brasil).

“La idea de utilizar inteligencia artificial en el desarrollo del material es que el modelo matemático es capaz de predecir con cierta exactitud el comportamiento de una dosificación antes de ir al laboratorio. De esta forma, al desarrollar los modelos tenemos una herramienta que nos va a permitir economizar tiempo y costos en la campaña experimental, llevando al laboratorio única y exclusivamente aquellas familias de combinaciones de ingredientes que nos van a dar mejor respuesta al menor costo”, explica el profesor Abellán, doctor en Ingenierías de Estructuras, Cimentaciones y Materiales.

          
                    El profesor Joaquín Abellán junto a colegas del Congreso.

Con la investigación, denominada Artificial Neural Network-Based Methodology for Optimization of Low-Cost Green UHPFRC Under Ductility Requirements, después de un diseño de experimentos y muchas pruebas, su equipo de trabajo generó el concreto avanzado con la ductilidad necesaria para su aplicación como refuerzo sismoresistente de estructuras, y un menor costo y huella de carbono frente a otras soluciones importadas en el mercado nacional.

Colombia se encuentra en la unión compleja de la Placa del Caribe, la Placa de Cocos y la Placa de Nazca. Así, según las estadísticas nacionales, se estima que cerca del 90% de la población vive bajo peligros sísmicos altos o moderados. Además, desde 1984 el país cuenta con normas para construcciones sismorresistentes. Por lo tanto, los edificios construidos antes de esa fecha tienen buenas posibilidades de ser considerados vulnerables.

La rehabilitación sísmica de estructuras existentes requiere estrategias prácticas, económicas y factibles. En ese sentido, el UHPC no es tan resistente como el acero, pero para reforzar estructuras de concreto tiene una ventaja: las propiedades termomecánicas de este material de refuerzo y el concreto de la estructura original que se refuerza son muy similares. Entonces, por ejemplo, cuando hay dilataciones no hay una diferencia muy fina que pueda afectar la estructura que se rehabilita, como podría ser en el caso del acero. “No solamente es más barato, sino que además las propiedades son más aptas para el desplazamiento”, puntualiza Abellán.

Por José Luis Rodríguez R.