Estado del arte sobre aplicación de métodos numéricos y la simulación de escenarios de riesgo y al cálculo de la seguridad estructural

Abstract

En este informe se estudian los métodos numéricos orientados hacia el cálculo de la seguridad de las estructuras, a la evaluación de su vulnerabilidad y riesgo, así como al desarrollo de escenarios de riesgo. Partiendo de una amplia revisión bibliográfica, se realiza una descripción del marco conceptual del riesgo, insistiéndose en las formulaciones que se han dado a los conceptos de amenaza, vulnerabilidad, fragilidad y daño involucrados en la definición del riesgo. A pesar de que los conceptos analizados son válidos para cualquier tipo de elemento en riesgo, para responder al principal objetivo de este estudio se pone énfasis en las estructuras de edificación y en las zonas urbanas. Dicho objetivo es el de estudiar los métodos de última generación orientados a la evaluación del daño esperado tanto en edificios individuales (lo que implica examinar su seguridad y vulnerabilidad) como en zonas urbanas (para las que se describirán procedimientos de simulación de escenarios de riesgo.) Después de incluir los principios relacionados con la evaluación de diferentes amenazas naturales (terremotos, tsunamis, erupciones volcánicas, huracanes, inundaciones, deslizamientos, avalanchas, etc.) para las que se introduce el concepto de escenario de amenaza, el presente estudio se centra más en la amenaza sísmica, al tener esta una mayor influencia en la seguridad de las estructuras que se hallan en zonas urbanas.

Se describe, primeramente, del método del índice de vulnerabilidad, desarrollado en el ámbito del riesgo sísmico, que permite caracterizar la vulnerabilidad de las estructuras. Unas funciones de vulnerabilidad semiempíricas permite estimar el daño estructural para diferentes intensidades de la acción y para diferentes índices de vulnerabilidad estructural. En el segundo lugar, se examina el método del espectro de capacidad que se fundamenta en modelos de análisis no lineal de las estructuras y de curvas de fragilidad estructural. La acción se define mediante el espectro de demanda. El método proporciona las probabilidades de ocurrencia para diferentes estados mencionados, utilizándose como ejemplo la ciudad de Barcelona para la se han desarrollado escenario de riesgo para la amenaza sísmica.