Reducir las pérdidas humanas y de materiales ante un terremoto es el desafío de José Antonio Abell y Rodrigo Astroza, académicos de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas.
Simular cómo se comporta una estructura ante un terremoto a escasa distancia de la superficie utilizando IA y observar los fenómenos físicos que afectan a una edificación o estimar la probabilidad de que un puente sufra cierto nivel de daño dependiendo del grado de corrosión y la intensidad del sismo son parte de las investigaciones de los ingenieros José Antonio Abell y Rodrigo Astroza. El objetivo: actualizar los estándares de diseño estructural en zonas urbanas expuestas a terremotos y lograr construcciones más resilientes.
José Antonio Abell, dispuesto a mejorar el diseño de edificios y estructuras en zonas urbanas situadas en la falla San Ramón, decidió estudiar cómo se comporta una estructura con un terremoto, combinando conocimiento geológico, simulaciones computacionales y tecnologías estructurales para enfrentar los desafíos sísmicos y su impacto en las construcciones en nuestro país.
Junto a una red internacional de colaboradores, esta investigación interdisciplinaria busca actualizar los estándares de diseño estructural en zonas urbanas expuestas a terremotos. Uno de los focos es la falla San Ramón, que se extiende por cerca de 25 kilómetros bajo la zona oriente de Santiago atravesando las comunas de Lo Barnechea, Vitacura, Las Condes, La Reina, Peñalolén, La Florida, Puente Alto y Pirque.
José Antonio Abell utiliza una serie de computadores especializados para realizar los supercómputos que analiza la IA.
“Estamos simulando cómo se comportan las estructuras ante un sismo, utilizando técnicas de supercómputo e IA para demorar menos tiempo y con mayor resolución, lo que permite observar los fenómenos físicos que afectan a una edificación durante un terremoto”
José Antonio Abell, Doctor en Ingeniería Civil
Abell ha centrado su investigación en la amenaza de esta Falla que, a diferencia de los terremotos de subducción, que se originan a gran profundidad, ocurrirían a escasa distancia de la superficie, con el potencial para generar sismos de gran magnitud directamente bajo el área urbana. “Hemos desarrollado, a través de técnicas como la datación de eventos antiguos, el análisis geológico del terreno y la modelación del comportamiento sísmico de la zona, lo que podría pasar con un terremoto en este sector específico. La inclusión de esta falla en los mapas de riesgo, así como en la planificación urbana y los códigos de edificación, han sido los objetivos que buscamos resolver en esta investigación”, explica el profesor Abell, quien concluyó un proyecto Fondecyt de Iniciación relacionado con este tema.
“Estamos simulando cómo se comportan las estructuras ante un sismo, utilizando técnicas de supercómputo e IA para demorar menos tiempo y con mayor resolución, lo que permite observar los fenómenos físicos que afectan a una edificación durante un terremoto”, comenta el experto.
Comportamiento sísmico de los puentes viales
El vicedecano académico de la Facultad, Rodrigo Astroza, ha investigado en distintas áreas el comportamiento estructural de edificaciones e infraestructura crítica ante eventos sísmicos, buscando evitar el colapso estructural, reducir el daño, acortar los tiempos de reparación y asegurar la funcionalidad posterior al sismo. El docente, que se adjudicó un Fondecyt Regular para investigar la vulnerabilidad sísmica de los aerogeneradores, trabaja actualmente en el comportamiento sísmico de los puentes viales chilenos, cuya infraestructura -construida en la mayoría de los casos hace décadas- se encuentra expuesta al deterioro progresivo y la corrosión, especialmente en zonas costeras.
“Abordamos un enfoque probabilístico, ya que en varios aspectos de este problema existen altas incertidumbres. Esto incluye el inicio y evolución de la corrosión; las condiciones sísmicas futuras y las propiedades del terreno que hay bajo las estructuras. El resultado es la creación de curvas de fragilidad sísmica, que permiten estimar la probabilidad de que un puente sufra cierto nivel de daño dependiendo del grado de corrosión y la intensidad del sismo. Estas curvas son herramientas fundamentales para la toma de decisiones en programas de mantenimiento, diseño y refuerzo de infraestructura vial crítica”, detalla.
La integración de conocimientos estructurales, geológicos y sismológicos es esencial para enfrentar los desafíos sísmicos con una mirada verdaderamente integral, especialmente en Chile. “Desde la academia, esta articulación permite avanzar en el desarrollo de modelos más precisos de amenaza sísmica y que pueden ser utilizados para diseñar soluciones más seguras, eficientes y contextualizadas. Nuestros investigadores tienen un enfoque interdisciplinario, donde además colaboramos con expertos del área de la sismología y la dinámica de suelos. Esta sinergia facilita que el conocimiento científico generado en la Universidad se transfiera efectivamente a la ingeniería práctica, impactando directamente en la calidad de los proyectos, en la actualización normativa y en la toma de decisiones a nivel país. En el largo plazo se traduce en construcciones más resilientes, reducción de pérdidas ante desastres y una mayor estabilidad económica, dado que se protege la infraestructura crítica, se minimizan las interrupciones operacionales y se promueve una mejor gestión del riesgo sísmico”, afirma Rodrigo Astroza.
“Esta sinergia facilita que el conocimiento científico generado en la Universidad se transfiera efectivamente a la ingeniería práctica, impactando directamente en la calidad de los proyectos, en la actualización normativa, y en la toma de decisiones a nivel país”
Rodrigo Astroza, Doctor en Ingeniería Estructural
Para José Antonio Abell, este punto es relevante para hacer un aporte concreto a la sociedad: “La intersección de la geofísica, sismología, geología, ingeniería geotécnica e ingeniería estructural dan una respuesta práctica a la ingeniería antisísmica. Estas disciplinas nos permiten postular escenarios posibles, pero no sobre su probabilidad de ocurrencia, y nos da tranquilidad saber que, de ocurrir, nuestras estructuras estarán bien preparadas”, detalla.
Para el vicedecano académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, la investigación interdisciplinaria orientada hacia la aplicación práctica tiene un gran potencial para incidir en la formulación de políticas públicas, en el diseño de planes de mitigación y en el desarrollo de normativas técnicas robustas. “Este enfoque permite reducir pérdidas humanas y materiales, y también salvaguardar la economía nacional, fortaleciendo la continuidad operacional de servicios, industrias e infraestructura estratégica”. Para el profesor Abell, el verdadero desafío en esta materia es crear diseños económicos y accesibles para toda la población; haciendo buen uso de los recursos en el largo y el corto plazo, sin comprometer la seguridad y desempeño esperado.
