APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

Les pluges intenses i les condicions climàtiques extremes augmenten el risc d'esllavissades en incrementar la saturació del sòl i la pressió de porus (Pw), la qual cosa disminueix la resistència al tall del terreny. L'objectiu de l'estudi és predir la Pw en un talús mitjançant l'anàlisi espectral i variables meteorològiques. Utilitzant dades de dos anys d'estacions meteorològiques i piezòmetres, es va aplicar la Transformada de Fourier i es van calcular funcions de transferència per fer prediccions. Es van provar dos mètodes, essent el segon, que combina diverses variables meteorològiques amb models de regressió, el més precís. Els resultats van mostrar una correlació significativa entre la pressió baromètrica, la humitat i la temperatura amb la Pw, millorant així la precisió de les prediccions.

Las lluvias intensas y las condiciones climáticas extremas aumentan el riesgo de deslizamientos al incrementar la saturación del suelo y la presión de poros (Pw), lo que disminuye la resistencia al corte del terreno. El objetivo del estudio es predecir la Pw en un talud mediante el análisis espectral y variables meteorológicas. Utilizando datos de dos años de estaciones meteorológicas y piezómetros, se aplicó la Transformada de Fourier y se calcularon funciones de transferencia para realizar predicciones. Se probaron dos métodos, siendo el segundo, que combina varias variables meteorológicas con modelos de regresión, el más preciso. Los resultados mostraron una correlación significativa entre la presión barométrica, la humedad y la temperatura con la Pw, mejorando así la precisión de las predicciones.

Aquest treball final de màster (TFM) aborda un projecte real a Barcelona lligat a l'enginyeria civil on es vol estudiar l'evolució del moviment d'un talús inestable mitjançant l'anàlisi de les dades d'auscultació. Aquest document planteja l'estudi de la cinemàtica del fenomen aplicant l'anàlisi espectral al moviment registrat per diferents instruments geotècnics entre els anys 2018 i 2023. Mitjançant un codi MATLAB, es busca analitzar la relació freqüencial de les sèries de dades sobre la base de l'estimació de una predicció de moviment a partir de les funcions de transferència. Es complementa el treball amb la realització d'un model 2D a Plaxis (MEF) que cerca reproduir els moviments horitzontals registrats pels inclinòmetres del perfil geotècnic d'anàlisi. Es presenta la caracterització geotècnica, els casos analitzats i els resultats obtinguts als tres inclinòmetres situats al perfil.

Este trabajo final de máster (TFM) aborda un proyecto real en Barcelona ligado a la ingeniería civil en el cual se busca estudiar la evolución del movimiento de un talud inestable mediante el análisis de los datos de auscultación. Este documento plantea el estudio de la cinemática del fenómeno aplicando el análisis espectral al movimiento registrado por diferentes instrumentos geotécnicos entre los años 2018 y 2023. Mediante un código MATLAB, se busca analizar la relación frecuencial de las series de datos con base en la estimación de una predicción de movimiento a partir de las funciones de transferencia. Se complementa el trabajo con la realización de un modelo 2D en Plaxis (MEF) que busca reproducir los movimientos horizontales registrados por los inclinómetros del perfil geotécnico de análisis. Se presenta la caracterización geotécnica, los casos analizados y los resultados obtenidos en los tres inclinómetros situados en el perfil.

The increase in tunnel construction in recent years, as a response to urban development and city growth, highlights the need to understand the behavior of the ground and the structures involved, both at the surface and underground. Additionally, the occurrence of stochastic seismic events, although minimal, poses a real risk that could affect this behavior. The interaction between underground and surface structures occurs through the soil, so this interactive system must be considered. This research focuses on studying the influence of an underground structure on the surface movements generated in a residential area during a seismic event, specifically understanding the effect of the tunnel on this interaction. Furthermore, the axial force and bending moment will be evaluated as indices of the tunnel's seismic response. The study is based on a case from Line L9 of the Barcelona Metro, located between Foneria and Ildefons Cerdà stations, where a high-rise building stands above a curved railway tunnel. Using available field data and the characteristics of the constructed structures, a numerical model is developed in the finite element software Plaxis 3D. The interaction is analyzed between a ten-story building complex subjected to seismic actions, with a 12-meter diameter tunnel passing below. Two scenarios are compared: Case A, which considers both the tunnel and the building, and Case B, which only considers the building. The research shows that, in general, the presence of the tunnel minimally increases surface movements due to soil-structure interaction. This can be attributed to the magnitude of the seismic records used. In fact, it is recommended to expand the analysis by considering other seismic records. The effect of the tunnel could be greater depending on the direction of the seismic waves. This research project is beneficial for future urban tunnel projects in the coming years.

L'augment de la construcció de túnels en els darrers anys com a mesura davant el desenvolupament i creixement de les ciutats ressalta la necessitat de conèixer el comportament del terreny i les estructures involucrades, tant en superfície com en profunditat. A més, l'ocurrència d'esdeveniments sísmics estocàstics en qualsevol part del món, encara que sigui mínima, és un risc real que pot afectar aquest comportament. La interacció entre l'estructura subterrània i la superficial es produeix a través del sòl, per la qual cosa cal tenir en compte aquest sistema interactiu. La present investigació es centra en l'estudi de la influència d'una estructura subterrània en els moviments superficials que es generen en una àrea residencial davant una acció sísmica, és a dir, conèixer l'efecte que genera el túnel en aquesta interacció. A més, s'avaluarà la força axial i el moment flector com a índex de resposta sísmica del túnel. El desenvolupament del treball es basa en un cas d'estudi pertanyent a la línia L9 del metro de Barcelona, situat entre l'estació de Foneria i la d'Ildefons Cerdà, on hi ha un edifici de gran alçada i, per sota, hi passa un túnel ferroviari amb traçat corbat. A partir de la informació disponible de camp i de les característiques de les estructures construïdes, es duu a terme la modelització numèrica en el programa basat en elements finits Plaxis 3D. La interacció es dona entre un complex d'edificis de deu plantes exposats a accions sísmiques i un túnel de 12 metres de diàmetre que passa per sota. Es comparen dos casos: el cas A, que considera la construcció del túnel i l'edifici, i el cas B, que només considera l'edifici. La investigació mostra que, en general, la presència del túnel incrementa mínimament els moviments en superfície a causa de la interacció sòl-estructura. Això es pot atribuir a la magnitud dels registres sísmics utilitzats. De fet, es recomana ampliar l'anàlisi considerant altres registres.

La sismicitat és una de les amenaces més perilloses a les quals s'enfronten els enginyers civils en el procés de disseny d'edificis resistents i duradors. Els terratrèmols s'entenen com a sacsejades agressives del sòl degudes a la propagació de grans quantitats d'energia a través d'ones sísmiques al llarg del terreny. La capacitat destructiva d'aquests fenòmens no ha de subestimar-se, ja que algunes de les seves conseqüències inclouen la recessió econòmica, la interrupció de recursos vitals i la pèrdua d'infraestructures i vides humanes, entre moltes altres. El present estudi té com a objectiu desenvolupar i comparar les respostes estructurals obtingudes en l'aplicació de l'anàlisi modal espectral (RSA, per les seves sigles en anglès) i de l'anàlisi dinàmica no lineal (NLDA, per les seves sigles en anglès). A més, es pretén avaluar la plausibilitat, qualitat i rendiment de les configuracions estructurals proposades per ambdues metodologies en termes de desplaçaments entre pisos, esforços tallants basals i altres paràmetres. Tot això, descrivint amb precisió els respectius marc teòrics i seguint les indicacions de normatives estructurals com l'EN 1998-1, FEMA 365 o NCSE-02. L'avaluació s'aplicarà a un edifici de 5 plantes i 14 metres d'alçada ubicat a Granada, Andalusia, Espanya. L'estructura està composta bàsicament per pòrtics i forjats de formigó armat, modelats a través del programari de càlcul ETABS. Per avaluar la resposta estructural, l'acció sísmica es caracteritzarà mitjançant un espectre de disseny i també a través d'un conjunt d'accelerogrames sintètics compatibles amb aquest mateix espectre, depenent de la naturalesa de l'anàlisi en particular. La implementació d'aquest anàlisi comparatiu ha permès demostrar la incapacitat de les metodologies que es guien per supòsits conservadors de linealitat i elasticitat de captar la realitat del comportament estructural sota l'efecte de l'acció sísmica.

La sismicidad es una de las amenazas más peligrosas a las cuales se enfrentan los ingenieros civiles en el proceso de diseño de edificios resistentes y duraderos. Los terremotos se entienden como sacudidas agresivas del suelo debido a la propagación de enormes cantidades de energía a través de ondas sísmicas y a lo largo del terreno. La capacidad destructiva de estos fenómenos no debe subestimarse, ya que algunas de sus consecuencias incluyen la recesión económica, la interrupción de recursos vitales y la pérdida de infraestructura y vidas humanas, entre muchas otras. El presente estudio tiene como objetivo desarrollar y comparar las respuestas estructurales obtenidas en la aplicación del análisis modal espectral (RSA, por sus siglas en inglés) y del análisis dinámico no lineal (NLDA, por sus siglas en inglés). Además, se pretende evaluar la plausibilidad, calidad y desempeño de las configuraciones estructurales propuestas por ambas metodologías en términos de derivas entre pisos, fuerza cortante basal y otros parámetros. Todo esto, describiendo con precisión su respectivo marco teórico y siguiendo las indicaciones de normativas estructurales como la EN 1998-1, FEMA 365 o NCSE-02. La evaluación se aplicará a un edificio de 5 pisos y 14 metros de altura ubicado en Granada, Andalucía, España. La estructura está compuesta básicamente por pórticos y losas de hormigón armado, modelados a través del software de cálculo ETABS. Para evaluar la respuesta estructural, la acción sísmica se caracterizará mediante un espectro de diseño y a través de un conjunto de acelerogramas sintéticos compatibles con este mismo espectro, dependiendo de la naturaleza del análisis en particular. La implementación de este análisis comparativo ha permitido demostrar la incapacidad de las metodologías que se guían por suposiciones conservadoras de linealidad y elasticidad, para capturar la realidad del comportamiento estructural bajo el efecto de la acción sísmica.

Aquest treball de recerca té com objectiu analitzar la resposta dinàmica d'un complex d'habitatges situat en un terreny sotmès a accions sísmiques, centrant l'enfocament en la influència que té la presència d'un túnel en el comportament de l'estructura. La investigació parteix de la hipòtesi que l'existència d'un túnel modifica el terreny i la manera com les ones sísmiques es propaguen a través d'aquest, cosa que pot afectar significativament els desplaçaments, esforços i acceleracions que experimenta l'estructura. En aquest context, s'avalua el comportament d'un complex d'habitatges ubicat sobre la línia de metro L10S de Barcelona, entre les estacions Fonería i Ciutat de Justícia. Per a comprovar la hipòtesi, es plantegen quatre escenaris, dos que involucren la connexió i no connexió entre les estructures superficials del complex i dos que analitzen la presència i no presència del túnel, permetent una comparació detallada entre totes les situacions. L'anàlisi es fa utilitzant el programa comercial Plaxis 3D, una eina avançada que permet modelar el comportament del terreny i la seva interacció amb les estructures durant un esdeveniment sísmic. El programa permet avaluar els moviments generats en el terreny i les respostes dinàmiques de l'estructura en funció de les diferents condicions plantejades. El model inclou no només els edificis en superfície, sinó també els plantes soterrànies i les pantalles perimetrals, i pren en consideració les característiques geotècniques del terreny, utilitzant el model anomenat HS small (Small Strain Hardening Soil) per a representar el comportament dels estrats litològics. Un cop obtinguts els resultats de les simulacions, aquests es processen i analitzen utilitzant Excel, cosa que permet organitzar les dades de manera eficient i generar gràfics que faciliten la interpretació dels moviments induïts a les estructures. Aquesta combinació de simulació avançada i anàlisi detallada permet oferir una visió completa del comportament dinàmic del complex d'habitatges tant en condicions de connexió i desconnexió d'estructures com en presència i absència del túnel.

The aim of this research is to analyse the dynamic response of a housing complex located on a site subject to seismic actions, focusing on the influence that the presence of a tunnel has on the behaviour of the structure. The research is based on the hypothesis that the existence of a tunnel modifies the terrain and the way in which seismic waves propagate through it, which can significantly affect the displacements, stresses and accelerations experienced by the structure. In this context, the behaviour of a housing complex located on the L10S metro line in Barcelona, between the Fonería and Ciutat de Justicia stations, is evaluated. To test the hypothesis, four scenarios are proposed, two involving the connection and non-connection between the surface structures of the complex and two analysing the presence and non-presence of the tunnel, allowing a detailed comparison between all situations. The analysis is carried out using the commercial program Plaxis 3D, an advanced tool that allows modelling the behaviour of the terrain and its interaction with the structures during a seismic event. The program allows the evaluation of the movements generated in the ground and the dynamic responses of the structure based on the different conditions posed. The model includes not only the buildings on the surface, but also the underground floors and the perimeter walls, and takes into account the geotechnical characteristics of the terrain, using the model called HS small (Small Strain Hardening Soil) to represent the behavior of the lithological strata. Once the results of the simulations are obtained, they are processed and analyzed using Excel, which allows the data to be organized efficiently and generates graphics that facilitate the interpretation of the movements induced in the structures.

En l'àmbit de l'enginyeria sísmica, l'avaluació de la resposta dinàmica de la infraestructura civil necessita una correcta caracterització del risc. Per aquesta raó, és important considerar el procés de propagació de les ones sísmiques a través del terreny sobre el que s'assenta l'estructura. És a dir, l'avaluació d'aquesta resposta estructural requereix una comprenssió profunda de les senyals en la base rocosa d'un model d'interacció sòl-estructura. La obtenció de les senyals sísmiques en la base rocosa, a partir de les senyals en superficie, es coneix com procés de deconvolució. Aquest procediment simula la transmissió d'ones sísmiques a través d'un sòl estratificat. Per tant, ve influenciada per les propietats mecàniques en cada estrat i probablement per un comportament no linial. Encara que existeixen diversos enfocaments numèrics per aquest procediment, la seva aplicació pot ser complexa i computacionalment costosa, particularment si es fan servir models 3D d'elements finits. Aquest treball s'enfoca en desenvolupar i validar tècniques matemàtiques i numèriques per tal de modelar el procés de propagació de senyals, permetent així abordar el càlcul sísmic amb més eficiència. Per això, s'analitzen dos escenaris sísmics que compten amb suficient informació per caracteritzar perfils de terreny des d'una perspectiva estadística. A partir de les dades generades, es complementa el treball aplicant tècniques de multiregressió avançades per millorar la capacitat predictiva de la resposta sísmica en superficie, en termes de mesures d'intensitat.

En el ámbito de la ingeniería sísmica, la evaluación de la respuesta dinámica de la infraestructura civil necesita una correcta caracterización de la amenaza. Para ello, es importante considerar el proceso de propagación de las ondas sísmicas por el terreno sobre el que subyace la estructura. Es decir, la evaluación de esta respuesta estructural requiere una comprensión profunda de las señales en la base rocosa de un modelo de interacción suelo-estructura. La obtención de las señales sísmicas en la base rocosa, a partir de señales en superficie, se conoce como deconvolución. Este procedimiento simula la transmisión de ondas sísmicas a través de un suelo estratificado. Por tanto, viene influenciado por las propiedades mecánicas en cada estrato y probablemente por un comportamiento no lineal. Aunque existen diversos enfoques numéricos para este procedimiento, su aplicación puede ser compleja y computacionalmente costosa, particularmente si se utilizan modelos 3D de elementos finitos. Este trabajo se enfoca en desarrollar y validar técnicas matemáticas y numéricas para modelizar el proceso de propagación de señales, permitiendo así abordar el cálculo sísmico con mayor eficiencia. Para ello, se analizan dos escenarios sísmicos que cuentan con suficiente información para caracterizar perfiles de suelo desde una perspectiva estadística. A partir de los datos generados, se complementa el trabajo aplicando técnicas de multirregresión avanzadas para mejorar la capacidad predictiva de la respuesta sísmica en superficie, en términos de medidas de intensidad.

Aquest treball de recerca se centra en la resposta sísmica de lloc considerant incerteses. Hi ha dos objectius principals. El primer és desenvolupar mesures d'intensitat que serveixin per predir el moviment en superfície, considerant les ones sísmiques provinents de la font i les propietats del perfil de terra. S'ha prestat un interès especial a predir paràmetres del moviment del sòl relacionats amb la velocitat ja que, recentment, s'ha demostrat que aquesta magnitud física està altament correlacionada amb la resposta dinàmica no lineal de la infraestructura civil. El segon objectiu ha estat analitzar levolució de les propietats dinàmiques del sòl a causa del pas dones sismiques. S'ha analitzat la principal base de dades de registres d'acceleració a roca de Colòmbia, així com tres casos de perfils de sòl que corresponen a projectes reals d'edificis dissenyats i construïts a aquest país. A partir d'aquestes dades, es fa una sèrie d'anàlisi de resposta sísmica de lloc mitjançant el mètode lineal equivalent. Després, utilitzant tècniques de regressió estadística, s'ha avaluat la correlació entre les variables que representen l'entrada (paràmetres dels registres sísmics i propietats del sòl) i la sortida del càlcul (mesures d'intensitat en superfície, deformacions màximes del sòl, variació del esmorteïment i de la velocitat d'ona de tall mitjana). Com a conclusió principal, s'ha observat que hi ha una sèrie d'arranjaments matemàtics altament correlacionats que poden servir per incorporar els efectes de lloc de manera simplificada a l'anàlisi de risc sísmic a escala regional.

Este trabajo de investigación se centra en la respuesta sísmica de sitio considerando incertidumbres. Hay dos objetivos principales. El primero es desarrollar medidas de intensidad que sirvan para predecir el movimiento en superficie, considerando las ondas sísmicas provenientes de la fuente y las propiedades del perfil de suelo. Se ha prestado especial interés en predecir parámetros del movimiento del suelo relacionados con la velocidad ya que, recientemente, se ha demostrado que esta magnitud física está altamente correlacionada con la respuesta dinámica no lineal de la infraestructura civil. El segundo objetivo ha sido analizar la evolución de las propiedades dinámicas del suelo debido al paso de ondas sísmicas. Se ha analizado la principal base de datos de registros de aceleración en roca de Colombia, así como tres casos de perfiles de suelo que corresponden a proyectos reales de edificios diseñados y construidos en dicho país. A partir de estos datos, se procede a realizar una serie de análisis de respuesta sísmica de sitio mediante el método lineal equivalente. Después, utilizando técnicas de regresión estadística, se ha evaluado la correlación entre las variables que representan la entrada (parámetros de los registros sísmicos y propiedades del suelo) y la salida del cálculo (medidas de intensidad en superficie, deformaciones máximas del suelo, variación del amortiguamiento y de la velocidad de onda de corte media). Como conclusión principal, se ha observado que existen una serie de arreglos matemáticos altamente correlacionados que pueden servir para incorporar los efectos de sitio de manera simplificada en el análisis de riesgo sísmico a escala regional.

La cantidad de agua presente en los suelos no saturados experimenta variaciones significativas a lo largo del tiempo debido. Esta variación obedece a los flujos entrantes y salientes, ya sea por escorrentía, lluvias o drenajes, afectando la probabilidad de deslizamientos superficiales. Predecir estas variaciones puede resultar en cálculos computaciones muy costosos, particularmente si se quieren abordar extensas áreas y periodos de tiempo. En este trabajo de investigación se busca resolver el problema de la predicción del contenido de agua en suelos no saturados a partir de métodos espectrales, los cuales omiten la variable temporal reduciendo así el esfuerzo computacional. Se han analizado 4 puntos de control en un talud, en los cuales se monitorizaron dos profundidades. Para realizar este estudio se han empleado dos metodologías, la primera busca simular el flujo de agua, desde la superficie a la profundidad, a partir de una solución analítica y, en la segunda, se ha buscado desarrollar funciones de transferencia, a partir de las transformaciones de Fourier de los datos observados. Se ha concluido que ambas metodologías resultan en estimaciones aceptables, pero los resultados del primer método resultan más adecuados. No obstante, al analizar el segundo método, esta tesis abre nuevas líneas de investigación ya que, por ejemplo, los resultados observados pueden mejorarse si se tratan las señales usando filtros enfocados a eliminar componentes relacionadas con la incertidumbre aleatoria intrínseca a procesos físicos de alta no linealidad, como lo es el flujo de agua en suelos no saturados.

Les metodologies clàssiques per estimar l'amenaça sísmica es basen principalment en informació estadística sobre els registres històrics de terratrèmols. Des de mitjan segle passat, gràcies al desenvolupament de la xarxa global d'acceleròmetres, s'ha començat a disposar de valuosa informació sobre els moviments en superfície produïts pels terratrèmols. Malgrat això, la diversa quantitat i qualitat de la informació sobre els terratrèmols anteriors i posteriors a la xarxa sísmica global suggereix que alguns sismes han afectat seriosament regions amb una classificació relativament baixa de risc. En general, no es pot assegurar que existeixi un lloc al planeta que es pugui considerar amb risc nul davant terratrèmols. En aquest sentit, el nivell de dany físic dels edificis és una mesura bàsica per estimar el risc sísmic en entorns urbans. Per caracteritzar la vulnerabilitat d'aquestes estructures, els mètodes basats en l'índex de vulnerabilitat i l'espectre de capacitat són les eines més utilitzades per avaluar des d'una perspectiva probabilista. No obstant això, les eines numèriques més exhaustives que existeixen per caracteritzar el risc sísmic tenen la seva base en l'anàlisi dinàmic no lineal. D'acord amb l'anterior, el present treball s'ha centrat en quantificar el risc sísmic a Buenos Aires, ciutat les edificacions de la qual han estat projectades en la seva gran majoria sense tenir en compte consideracions sísmiques. Per això, l'ADNL serà utilitzat des d'una perspectiva probabilista que permeti incorporar una sèrie d'incerteses relacionades amb estructures pertanyents a entorns urbans, particularment, Buenos Aires. Per això, es modelitzaran una sèrie d'edificis de formigó armat (RC), típics de la zona. Els resultats obtinguts a partir del present estudi podran servir per quantificar, prevenir, gestionar i garantir la reducció del risc sísmic, aconseguint així ciutats més resilients i sostenibles.

Las metodologías clásicas para estimar la amenaza sísmica se basan principalmente en información estadística sobre los registros históricos de terremotos. Desde mediados del siglo pasado, gracias al desarrollo de la red global de acelerógrafos, se empieza a disponer de valiosa información sobre los movimientos en superficie producidos por los terremotos. A pesar de ello, la diversa cantidad y calidad de la información sobre los terremotos anteriores y posteriores a la red sísmica global sugiere que algunos sismos han afectado seriamente regiones con una clasificación relativamente baja de riesgo. En general, no se puede asegurar que exista un lugar en el planeta que se pueda considerar con riesgo nulo ante terremotos. En ese sentido, el nivel de daño físico de los edificios es una medida básica para estimar el riesgo sísmico en entornos urbanos. Para caracterizar la vulnerabilidad de estas estructuras, los métodos basados en el índice de vulnerabilidad y el espectro de capacidad son las herramientas más utilizadas para evaluar desde una perspectiva probabilista. No obstante, las herramientas numéricas más exhaustivas que existen para caracterizar el riesgo sísmico tienen su base en el análisis dinámico no lineal. En línea con lo anterior, el presente trabajo se ha enfocado en cuantificar el riesgo sísmico en Buenos Aires, ciudad cuyas edificaciones han sido proyectadas en su gran mayoría sin tener en cuenta consideraciones sísmicas. Para esto, el ADNL será usado desde una perspectiva probabilista que permita incorporar una serie de incertidumbres relacionadas con estructuras pertenecientes a entornos urbanos, particularmente, Buenos Aires. Para esto, se modelizarán una serie de edificios de hormigón armado (RC), típicos de la zona. Los resultados obtenidos a partir del presente estudio podrán servir para cuantificar, prevenir, gestionar y garantizar la reducción del riesgo sísmico, logrando así ciudades más resilientes y sostenibles.

Los deslizamientos superficiales localizados en la zona no saturada ocurren en su mayoría por la saturación parcial o total de la zona vadosa y la predicción de los cambios de contenido de agua en la zona vadosa es fundamental para la estimación de la amenaza asociada a este tipo de deslizamientos. Sin embargo, la simulación de los procesos acoplados termo-hidráulicos que tienen lugar en la zona vadosa bajo acciones climáticas requiere cálculos numéricos largos y computacionalmente costosos. Esta tesis busca utilizar un Modelo de Orden Reducido basado en el análisis espectral como una alternativa económica para la predicción de fluctuaciones del contenido de agua. Para ello se determinan dos Funciones de Transferencia del Suelo. La primera es estadística y se basa en correlaciones entre mediciones de contenido de agua en profundidad y en superficie del suelo. La segunda es determinista y se basa en una solución analítica de la ecuación de infiltración unidimensional bajo variaciones periódicas de contenido/presión de agua en la interfase suelo-atmósfera. Ambos enfoques se validan en un conjunto de datos monitoreados en un campo experimental. Los resultados muestran que la estimación del contenido de agua mediante la función de transferencia determinista alcanza una mayor precisión siempre que un procedimiento de back-análisis de los valores característicos de la ecuación (longitud de la columna, coeficiente de difusión) se realiza en un subconjunto de los datos monitorizados.

Les recerques sobre l'exposició de les dones a diversos tipus de perills naturals han demostrat que la desigualtat de gènere pot augmentar el seu risc de veure's afectades negativament. Per exemple, als països en desenvolupament, les persones que viuen per sota del llindar de la pobresa són les més exposades als perills naturals; el setanta per cent de la població mundial que viu en aquesta condició són dones. A més, moltes d'elles són mestresses de casa que s'encarreguen de les tasques domèstiques i de la criança dels fills, la qual cosa els obliga a romandre a casa durant més temps, augmentant el risc de veure's afectades per fenòmens naturals catastròfics. Això es deu al fet que els seus habitatges no estan construïdes amb els requisits mínims de resistència sísmica per a suportar un terratrèmol, la qual cosa les fa vulnerables al col·lapse. Per aquestes raons, aquest estudi busca estimar les conseqüències de la desigualtat de gènere després d'un esdeveniment sísmic catastròfic per a les cinc regions més importants de Colòmbia. Per a això, es va determinar el temps que passen les dones i els homes dins de les seves llars, utilitzant l'enquesta d'ús del temps del Departament Administratiu Nacional d'Estadística (*DANE) de 2017. Al seu torn, es va estimar l'exposició i la perillositat sísmica dels habitatges de maçoneria no reforçada (*URMM), que comunament es troben en zones de baixos ingressos de les ciutats colombianes. Amb base en aquesta informació i mitjançant la realització de models probabilístics en els quals és necessari obtenir parells de punts *IM-EDP, caracteritzats per una regressió no lineal, es podran obtenir corbes de fragilitat per a diferents estats de mal. A partir d'aquestes dades *IM-EDP, es va implementar la metodologia *Hazus 99 per a estimar el nombre d'afectats discriminats per gènere. Les previsions mostren que, en cas de catàstrofe sísmica, les dones tenen més probabilitats de veure's afectades negativament que els homes.

Las investigaciones sobre la exposición de las mujeres a diversos tipos de peligros naturales han demostrado que la desigualdad de género puede aumentar su riesgo de verse afectadas negativamente. Por ejemplo, en los países en desarrollo, las personas que viven por debajo del umbral de la pobreza son las más expuestas a los peligros naturales; el setenta por ciento de la población mundial que vive en esta condición son mujeres. Además, muchas de ellas son amas de casa que se encargan de las tareas domésticas y de la crianza de los hijos, lo que les obliga a permanecer en casa durante más tiempo, aumentando el riesgo de verse afectadas por fenómenos naturales catastróficos. Esto se debe a que sus viviendas no están construidas con los requisitos mínimos de resistencia sísmica para soportar un terremoto, lo que las hace vulnerables al colapso. Por estas razones, este estudio busca estimar las consecuencias de la desigualdad de género tras un evento sísmico catastrófico para las cinco regiones más importantes de Colombia. Para ello, se determinó el tiempo que pasan las mujeres y los hombres dentro de sus hogares, utilizando la encuesta de uso del tiempo del Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE) de 2017. A su vez, se estimó la exposición y la peligrosidad sísmica de las viviendas de mampostería no reforzada (URMM), que comúnmente se encuentran en zonas de bajos ingresos de las ciudades colombianas. Con base en esta información y mediante la realización de modelos probabilísticos en los que es necesario obtener pares de puntos IM-EDP, caracterizados por una regresión no lineal, se podrán obtener curvas de fragilidad para diferentes estados de daño. A partir de estos datos IM-EDP, se implementó la metodología Hazus 99 para estimar el número de afectados discriminados por género. Las previsiones muestran que, en caso de catástrofe sísmica, las mujeres tienen más probabilidades de verse afectadas negativamente que los hombres.

El riesgo de catástrofes producidas por terremotos supone un factor relevante en el diseño estructural para zonas de elevada intensidad y frecuencia sísmica. Debido a esto, se han desarrollado diversas tecnologías orientadas a mejorar el comportamiento sísmico de las estructuras civiles. En el presente trabajo se ha analizado el comportamiento sísmico de puentes de luces continúas considerando disipadores de energía de bajo costo. Se ha hecho especial énfasis en el análisis de la pila central, la cual sirve como apoyo de continuidad para este tipo de estructuras. Específicamente, se ha analizado el comportamiento de pilas altas, las cuales suelen verse afectadas por efectos de segundo orden (P-Delta) cuando suceden sacudidas del suelo producidas por terremotos. Dentro de los dispositivos de protección sísmica que existen actualmente se encuentran los disipadores Shear Link Bozzo (SLB). Estos dispositivos de bajo costo han sido utilizados con cierta frecuencia en el diseño de edificios sismo-resistentes. Por tal razón, su uso en puentes continuos marca una innovadora propuesta, principalmente en zonas de sismicidad moderada-a- alta. Entre los resultados principales, se destaca que la sección transversal de la pila central puede reducirse considerablemente si se tiene en cuenta la contribución del dispositivo de disipación de energía. Este hecho tiene importantes consecuencias económicas, particularmente en zonas de difícil acceso donde las pilas altas resultan necesarias en la planificación de viaductos de gran longitud. La caracterización de la amenaza sísmica y el modelado de la estructura se han llevado a cabo de manera exhaustiva. La respuesta sísmica se ha obtenido haciendo uso del análisis dinámico no lineal. En términos de amenaza sísmica, se han obtenido registros reales de bases de datos europeas, los cuales son compatibles con el espectro de diseño propuesto por el Eurocódigo 8 para zonas de amenaza tipo 1; el tipo de suelo se ha supuesto como roca competente. Respecto al modelo realizado, el puente ha sido caracterizado mediante el clásico enfoque de emparrillado plano. Para esto, se ha desarrollado un modelo de elementos finitos tipo barra dentro de un programa de cálculo frecuentemente usado para este tipo de estructuras. Se han considerado los posibles efectos no lineales debido a la plastificación de los elementos estructurales y la geometría. Los resultados obtenidos muestran una considerable reducción de los esfuerzos inducidos a la estructura debido a los casos de carga sísmica considerados, tanto en el momento flector como en el cortante en la base de la pila. Además, se ha encontrado que estos dispositivos reducen el desplazamiento en la parte superior de la pila, lo cual tiene un impacto directo en los efectos P- Delta. Aunque aún preliminares, los resultados obtenidos son prometedores y abren una futura línea de investigación en el cálculo de puentes en zonas sísmicas. Finalmente, se presentan valores aproximados enfocados a cuantificar el ahorro potencial de materiales y coste total de la estructura al usar dispositivos SLB. Cabe también mencionar que la búsqueda de elementos estructurales óptimos no sólo tiene consecuencias económicas sino también medioambientales. En otras palabras, reducir el uso de materiales como el hormigón tiene impacto directo sobre la huella de carbono generada por estructuras civiles que usan este material.

El risc de catàstrofes produïdes per terratrèmols suposa un factor rellevant en el disseny estructural per a zones d'elevada intensitat i freqüència sísmica. A causa d'això, s'han desenvolupat diverses tecnologies orientades a millorar el comportament sísmic de les estructures civils. En el present treball s'ha analitzat el comportament sísmic de ponts de llums continues considerant dissipadors d'energia de baix cost. S'ha fet especial èmfasi en l'anàlisi de la pila central, la qual serveix com a suport de continuïtat per a aquesta mena d'estructures. Específicament, s'ha analitzat el comportament de piles altes, les quals solen veure's afectades per efectes de segon ordre (P-Delta) quan succeeixen sacsejades del sòl produïdes per terratrèmols. Dins dels dispositius de protecció sísmica que existeixen actualment es troben els dissipadors Shear Link Bozzo (SLB). Aquests dispositius de baix cost han estat utilitzats amb una certa freqüència en el disseny d'edificis sisme-resistents. Per tal raó, el seu ús en ponts continus marca una innovadora proposta, principalment en zones de sismicitat moderada-a-alta. Entre els resultats principals, es destaca que la secció transversal de la pila central pot reduir-se considerablement si es té en compte la contribució del dispositiu de dissipació d'energia. Aquest fet té importants conseqüències econòmiques, particularment en zones de difícil accés on les piles altes resulten necessàries en la planificació de viaductes de gran longitud. La caracterització de l'amenaça sísmica i el modelatge de l'estructura s'han dut a terme de manera exhaustiva. La resposta sísmica s'ha obtingut fent ús de l'anàlisi dinàmica no lineal. En termes d'amenaça sísmica, s'han obtingut registres reals de bases de dades europees, els quals són compatibles amb l'espectre de disseny proposat pel Eurocodi 8 per a zones d'amenaça tipus 1; el tipus de sòl s'ha suposat com a roca competent. Respecte al model realitzat, el pont ha estat caracteritzat mitjançant el clàssic enfocament d'engraellat pla. Per a això, s'ha desenvolupat un model d'elements finits tipus escombri dins d'un programa de càlcul sovint usat per a aquesta mena d'estructures. S'han considerat els possibles efectes no lineals a causa de la plastificació dels elements estructurals i la geometria. Els resultats obtinguts mostren una considerable reducció dels esforços induïts a l'estructura a causa dels casos de càrrega sísmica considerats, tant en el moment flector com en el tallant en la base de la pila. A més, s'ha trobat que aquests dispositius redueixen el desplaçament en la part superior de la pila, la qual cosa té un impacte directe en els efectes P-Delta. Si bé encara preliminars, els resultats obtinguts són prometedors i obren una futura línia de recerca en el càlcul de ponts en zones sísmiques. Finalment, es presenten valors aproximats enfocats a quantificar l'estalvi potencial de materials i cost total de l'estructura en usar dispositius SLB. Cap també esmentar que la cerca d'elements estructurals òptims no sols té conseqüències econòmiques sinó també mediambientals. En altres paraules, reduir l'ús de materials com el formigó té impacte directe sobre la petjada de carboni generada per estructures civils que usen aquest material.

[CASTELLÀ] En la evaluación del riesgo sísmico de estructuras intervienen dos variables, la acción sísmica y la capacidad de la estructura. Ambas variables son aleatorias. No obstante, en la práctica cotidiana, no se incluye adecuadamente las incertidumbres asociadas a estas variables cuando se evalúa el riesgo sísmico. En este trabajo se presenta una comparación entre las estimaciones deterministas y probabilistas del cálculo de riesgo sísmico usando como herramienta el análisis dinámico no lineal. Como objeto de estudio se presenta el modelo estructural de un edificio ubicado en la localidad de Lorca que sufrió daños tras el terremoto del pasado mayo de 2011. El primer paso consiste en estimar el riesgo sísmico de este edificio a partir de un cálculo determinista considerando valores medios y característicos de las variables implicadas en el cálculo. En el segundo caso se hace una evaluación del riesgo sísmico probabilista. Al ser la acción sísmica una variable conocida sólo se analizarán las incertidumbres asociadas a las propiedades mecánicas de los materiales y a la carga viva que actúa sobre la edificación. Para considerar el efecto de estas incertidumbres se ha usado el método de simulación aleatoria de Monte Carlo. Finalmente, se procede a comparar los resultados obtenidos con los dos enfoques. Las variables a comparar son el daño sísmico a partir de la expresión de Park y Ang, los desplazamientos máximos, los cortantes máximos en la base entre otras. Cabe destacar que las estimaciones de daño obtenidas son compatibles con los daños observados en una inspección posterior al sismo. Esto indica una buena correspondencia entre el modelo empleado y la estructura real. No obstante, se muestra que el enfoque determinista puede no ser el más adecuado para estimar el riesgo sísmico debido a la no linealidad de la respuesta.