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Un laboratorio de sismos para el Valle de Aburrá

​​Investigadores eafitenses crearon un simulador de propagación de ondas en 3D y 2D para entender cómo afectaría un sismo al Valle de Aburrá. Es el primer modelo en Colombia que

​integra información del lugar donde se produce el temblor y los puntos donde se expande.

 

La topografía del Valle de Aburrá es irregular, pendiente y oscila entre 1.300 y 2.800 metros sobre el nivel del mar, características ​que deben ser tenidas en cuenta para el diseño de estructuras sismorresistentes.

Marcela Gutiérrez Ardila y Jessica Serna Sierra
Colaboradoras / Proyectos de investigación ​

Colombia es un país inestable, no solo por las convulsiones políticas y sociales que los sacuden, sino también por sus suelos. Según Ingeominas, aproximadamente 16 millones de colombianos (35 por ciento) viven en zonas de alto riesgo sísmico, casi
24 millones en zona de amenaza intermedia (53 por ciento) y solo 6 millones (12 por ciento) habitan zonas ​​de amenaza baja.

Medellín –una de las ciudades con mayor concentración de población e infraestructura civil– está
en el Valle de Aburrá, una de las zonas de amenaza sísmica intermedia que de experimentar un evento sísmico considerable podría poner en riesgo no solo el bienestar de sus habitantes sino, además, de la sostenibilidad económica del país. Por eso es importante predecir cómo se sentiría un sismo en los diferentes puntos de la ciudad.

En este sentido, investigadores de EAFIT desarrollaron un simulador de propagación de ondas ​a gran escala a través del cual se puede visualizar y obtener datos de los movimientos del terreno. Además, permite entender el fenómeno del sismo,
con lo que se contribuye al diseño de una infraestructura más segura y resistente.

Este laboratorio virtual, como lo denomina Juan David Gómez, miembro del grupo de investigación en Mecánica Aplicada y responsable del proyecto, fue elaborado dentro de las líneas de Ingeniería Sísmica y Mecánica Computacional del mismo en convenio con la Universidad Carnegie Mellon (Estados Unidos).​

​De Hércules a Damian-par

La unión entre ambas universidades hizo posible que Doriam Restrepo, investigador del grupo y docente del Departamento de Ingeniería Civil, fuera a cursar el doctorado en Ingeniería en Carnegie Mellon como parte del convenio de doble titulación con EAFIT.

​Allá extendió las capacidades de simulación de Hércules, un simulador de propagación de ondas en ​tres dimensiones sobre escenarios sísmicos reales. 


​​​​Restrepo se basó en los modelos del profesor Jacobo Bielak, pionero mundial en el tema de simulaciones sísmicas a gran escala. Los modelos 3D del profesor Bielak eran planos y no permitían la consideración de la topografía del valle que, según Gómez, “es un parámetro importante porque hace que las ondas se modifiquen cuando lleguen a la superficie y eso es lo que genera que un temblor no se sienta igual en el sur que en el noroccidente”.

Para resolver este problema los investigadores 
recurrieron al supercomputador Apolo de EAFIT para crear a Damian-par, un nuevo simulador en dos dimensiones que complementa los resultados obtenidos por Hércules y ayuda a un mejor entendimiento del fenómeno.

El trabajo interdisciplinario fue determinante. 
El área de Geología aportó el estudio de los tipos de roca sobre los que se encuentra el Valle de Aburrá y Ricardo Serrano, del área de Mecánica Computa​cional, desarrolló el simulador 2D. Su trabajo igualmente abrió el camino hacia el desarrollo de modelos tridimensionales de velocidad de onda sísmica.

Serrano explica que el simulador en dos dimensiones 
es un primer paso para entender cómo afectaría un sismo a la región desde un modelo basado en la sismo-tectónica regional y no en modelos ​interpretativos.

Además, el proyecto representa un progreso 
para el estudio de la propagación de ondas sísmicas en Colombia, ya que por primera vez se crea un modelo que integra información de la fuente sísmica, del lugar donde se produce dicho evento y de la trayectoria de los frentes de su onda.

Del análisis e interpretación de las simulaciones 
se encargan los ingenieros civiles y los estudiantes de la maestría en Mecánica Aplicada y el doctorado en Ingeniería, quienes estudian en detalle la propagación de ondas y construyen mode​ los teóricos que permitan entender la información ​obtenida por el simulador.

¿Qué sigue?

Ingeniería Sísmica es una de las líneas fuertes de investigación (las otras son mecánica de fluidos computacional
y optimización estructural) del grupo en ​Mecánica Aplicada.

Manuel Julio García, coordinador de este grupo, 
afirma que “la simulación es muy importante en el grupo. Muchos proyectos se quedan solo en lo académico y eso puede estar bien porque su aplicación puede ser en el largo plazo. Sin embargo, este proyecto
fundamentado en modelos matemáticos muy sólidos logra tener una alta aplicabilidad en el entorno local, lo que hace que su impacto sea aún mayor”.​​

Registran actividad sísmica de Medellín en 14 microzonas

Casas, edificios, puentes y demás estructuras están diseñados para soportar determinadas cargas durante su vida útil. En Colombia dichos diseños se basan en estudios de suelo que tienen en cuenta las regulaciones del Código de Sismoresistencia, que recomienda cómo construir según las diferentes zonas de amenaza sísmica.

En este sentido, la ciudad cuenta con información detallada sobre sus suelos gracias a la implementación de la Red Acelerográfica de Medellín (RAM) como parte del proyecto de Microzonificación Sísmica, liderado por Juan Diego Jaramillo, miembro del Grupo de Sismología de Medellín.

Este proyecto instaló equipos de registro de actividad sísmica (acelerógrafos) y se dividió la ciudad en 14 microzonas
sísmicas. Los datos de este laboratorio físico y del laboratorio virtual sirven para predecir cómo serían los movimientos del terreno si ocurriera un sismo.

Para Jaramillo, precursor de la ingeniería sísmica en EAFIT, la apuesta es ser capaces de estimar con precisión la intensidad de los movimientos telúricos, es decir, que esos datos sirvan de insumo a los ingenieros para diseñar construcciones más seguras.​
Investigadores

Juan Diego Jaramillo

Ingeniero civil, Universidad de Medellín; magíster en Ingeniería (Estructuras) y PhD en Ingeniería (Estructuras), Universidad Nacional Autónoma de México. Profesor titular del Departamento de Ingeniería Civil e investigador del Grupo de Mecánica Aplicada de la Universidad EAFIT. Responsable de la instalación y operación de la Red Acelerográfica de Medellín. Actualmente estudia el efecto de la topografía en la respuesta sísmica del Valle de Aburrá.
Ingeniero civil, Universidad d​e Medellín; magíster en Ingeniería Estructural y PhD en Mecánica Computacional (Universidad de Buffalo, Estados Unidos). Profesor titular del Departamento de Ingeniería Civil e inv​estigador del Grupo de Mecánica Aplicada de la Universidad EAFIT. Participó en la operación inicial de la Red Acelerográfica de Medellín. Actualmente estudia el efecto de la topografía en la respuesta sísmica del Valle de Aburrá.
Más información sobre el investigador​​


Doriam Leidin Restrepo Sánchez

Ingeniero civil (Universidad de Medellín), magíster en Ingeniería Sismorresistente (Universidad EAFIT) y PhD en Ingeniería (Universidad Carnegie Mellon, Estados Unidos). Profesor asociado del Departamento de Ingeniería Civil e Investigador del Grupo de Mecánica Aplicada de la Universidad EAFIT.
Ingeniero de sistemas, especialista en Mecánica Computacional y estudiante de maestría en Ingeniería en la línea de Mecánica Computacional de la Universidad EAFIT.​


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Última modificación: 06/03/2017 12:18