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

El cálculo de estructuras de edificación e ingeniería civil determina la respuesta de una estructura ante un conjunto de cargas externas que actúa sobre ella. Este proceso, automatizado mediante el uso de un ordenador, puede demandar una elevada potencia de cálculo, una importante cantidad de memoria y un volumen notable de almacenamiento de resultados, especialmente si se trata de estructuras de gran dimensión y se lleva a cabo un análisis dinámico no lineal en el cual se calcule la respuesta a lo largo del tiempo.

Más aún, durante el proceso de diseño, el ingeniero o arquitecto evalúa diferentes soluciones estructurales, bajo la influencia de distintas cargas externas, a fin de obtener aquella solución que mejor cumpla con determinados requisitos de ejecución, seguridad, funcionalidad y coste económico. Este proceso multiplica por varios órdenes de magnitud la demanda computacional del problema, convirtiendo al cálculo estructural en una de las etapas que más tiempo consume en el ciclo de diseño de un edificio o estructura de ingeniería civil.

El uso de métodos numéricos que recojan el estado del arte en el campo de la Computación Numérica y el uso de la Computación de Altas Prestaciones permite abordar de manera realista el análisis estático y dinámico de estructuras complejas y de gran dimensión, reduciendo considerablemente los tiempos de respuesta e incrementando la fiabilidad de los resultados.
Además, la Computación Grid y la Computación en la Nube proporcionan una solución, en un modelo de alta productividad orientado a servicio, a los requerimientos computacionales de organizaciones y empresas, permitiendo el uso sencillo y transparente de software y recursos remotos de cómputo y almacenamiento que no poseen, bien sea bajo un entorno colaborativo o bajo un entorno profesional y mediante un modelo de pago por uso. Ello permite analizar simultáneamente y de forma realista un gran número de soluciones estructurales, incrementado la seguridad y reduciendo el tiempo empleado y el coste de diseño del edificio o estructura de ingeniería civil, sin realizar costosas inversiones en software o hardware.

No obstante, la amplia mayoría de aplicaciones software comerciales de cálculo estructural no emplean ningún tipo de Computación Avanzada (Computación de Altas Prestaciones, Computación Grid y Computación Cloud). Como consecuencia, los usuarios calculan las estructuras con elevados tiempos de simulación, tienen limitado el tamaño de las estructuras a analizar, aplican simplificaciones para resolver el problema en un PC y reducen el número deseable de soluciones estructurales diferentes a analizar a la hora de diseñar una estructura. Esto puede suponer una reducción en la precisión y fiabilidad de los resultados y un incremento, por motivos de seguridad, del material constructivo empleado (hormigón armado, acero, madera, etc.), con el consecuente aumento en el coste final de la estructura.

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) posee una dilatada experiencia en la aplicación de métodos numéricos eficientes, Computación Avanzada, visualización gráfica de alto realismo y diseño de interfaces gráficos de usuario en la simulación de procesos de diferentes campos de ingeniería. Entre dichos campos se encuentra, especialmente, el cálculo estático y dinámico (mediante un análisis modal, espectral, superposición modal o mediante métodos de integración directa en el tiempo) de estructuras de edificación e ingeniería civil.

Prueba de ello es la participación en numerosos proyectos europeos, nacionales, regionales y convenios con empresas, y el desarrollo de las aplicaciones informáticas Grid4Build¿ o Architrave¿, ambas registradas en el Centro de Transferencia de Tecnología (CTT) de la UPV, y esta última comercializada profesionalmente desde febrero del 2011 y distribuida gratuitamente para

Aplicaciones

  • Cálculo de estructuras de edificación e ingeniería civil

Ventajas técnicas

  • Reducción tiempos de simulación

Beneficios que aporta

  • Alta precisión en el cálculo de estructuras
  • Reducción de costes

Experiencia relevante