La instrumentación y monitoreo de edificios

A la ocurrencia de un sismo, los movimientos del suelo y de las edificaciones pueden ser analizados a partir de su registro historia-tiempo, sea en aceleraciones, velocidades, desplazamientos o combinados. El uso de esta información permite contrastar los datos obtenidos en las condiciones reales, con aquellos datos teóricos determinados en el diseño estructural y así, conocer el comportamiento dinámico de la estructura.

Los parámetros ingenieriles que permiten conocer el comportamiento dinámico de las estructuras son la frecuencia natural, los modos de vibrar y el amortiguamiento. La frecuencia natural de una estructura es aquella que se deriva de las oscilaciones libres continuas que se producen después que la excitación provocada por el sismo se ha detenido. La estructura asume un modo de vibrar libre llamada frecuencia natural. Cuando la frecuencia del suelo sobre el cual se encuentra la estructura coincide o está cercana a la frecuencia natural de la estructura, da como resultado la amplificación de las vibraciones. Este proceso es llamado resonancia, y en general debe ser evitada para que la estructura no colapse.

La capacidad de amortiguamiento de la estructura describe su habilidad para absorber la energía de vibración. En estas condiciones, estructuras con una baja capacidad de amortiguamiento tienden a vibrar más que aquellos con alta capacidad.

Por otra parte, a la ausencia de sismos, el registro de vibraciones ambientales obtenidas sobre o en el interior de las estructuras, ha venido siendo usadas de manera frecuente. Estas señales sísmicas son también llamadas microtremores, microtemblores, microvibraciones o ruido cultural. Estas vibraciones son de muy pequeña amplitud y pueden ser generadas por fuentes internas o externas. La mayoría de vibraciones internas son originadas por ascensores, ventiladores, bombas, etc.; además del caminar, saltar o correr de las personas. Las vibraciones externas son originadas por el tráfico vehicular, trenes, subterráneos, actividades de construcción, vientos y sismos.

En general, la instrumentación usada frecuentemente para el monitoreo de edificios son los acelerómetros, cuyo número a considerar dependerá de las características de la estructura de interés o del tipo de estudio a realizarse.