Aplicación de computación avanzada y visualización de alto realismo al cálculo de estructuras de edificación e ingeniería civil

El cálculo estructural en edificación e ingeniería civil es esencial para determinar cómo una estructura responderá a cargas externas, pero este proceso puede ser intensivo en términos de potencia de cálculo, memoria y almacenamiento, especialmente en análisis dinámicos no lineales de estructuras grandes. Los ingenieros y arquitectos deben evaluar diversas soluciones estructurales bajo diferentes cargas para optimizar ejecución, seguridad, funcionalidad y coste, lo cual aumenta significativamente la demanda computacional, haciendo que el cálculo estructural sea una de las fases más prolongadas del ciclo de diseño y dificultando la eficiencia y precisión del proceso. Tradicionalmente, el cálculo estructural se ha llevado a cabo en ordenadores personales utilizando métodos numéricos convencionales, presentando varias limitaciones como elevados tiempos de simulación, limitación del tamaño de las estructuras, menor número de soluciones estructurales y un incremento en el coste de la estructura debido al uso excesivo de materiales por la menor precisión. El Área de Grid y Computación de Altas Prestaciones (GRyCAP) del Instituto de Instrumentación de Imagen Molecular (I3M) de la Universitat Politècnica de València (UPV) propone una solución basada en métodos numéricos avanzados y Computación de Altas Prestaciones (HPC) que incluye el uso de HPC, Computación Grid y Computación en la Nube, permitiendo realizar análisis estáticos y dinámicos complejos de manera realista y eficiente, reduciendo significativamente los tiempos de respuesta y mejorando la fiabilidad de los resultados. Además, el modelo de pago por uso permite a las organizaciones y empresas acceder a software y recursos de cálculo y almacenamiento remotos sin necesidad de inversiones costosas en hardware o software, permitiendo el análisis simultáneo de múltiples soluciones, lo que incrementa la seguridad y reduce el tiempo y coste de diseño sin sacrificar precisión. El GRyCAP ha desarrollado aplicaciones como Grid4Build y Architrave, que integran estas tecnologías avanzadas, siendo Architrave comercializada profesionalmente desde 2011 y disponible de forma gratuita para uso docente, académico e investigador. Estas herramientas permiten a los usuarios analizar grandes estructuras de manera más precisa y rápida, mejorando la fiabilidad de los diseños y reduciendo costos constructivos al optimizar el uso de materiales. En resumen, la aplicación de Computación Avanzada y métodos numéricos eficientes en el cálculo estructural facilita un diseño más seguro, económico y eficiente, abordando las limitaciones de los métodos tradicionales y permitiendo una mejor gestión de los recursos en proyectos de edificación e ingeniería civil.