Ingeniero Civil / Este trabajo de título se enmarca en el estudio de sistemas de monitoreo de salud estructural, y la influencia que tienen los factores ambientales sobre la identificación de cambios de estado en una estructura, debido a daño, deterioro estructural u otros factores. En estudios previos se ha determinado que la temperatura es la principal variable ambiental que afecta a las frecuencias características de estructuras de hormigón armado. Por esto, en una primera instancia se evaluó experimentalmente el efecto que tiene la temperatura ambiente sobre las frecuencias características de una viga de hormigón armado. Los resultados indican que existe una relación inversa entre estas variables, y que cambios de 30°C generan variaciones de frecuencias del orden del 3%. Se realizaron modelos analíticos de una estructura, a la cual se le modifican sus propiedades en función de la temperatura. En ella se estudió la relevancia de la temperatura en las variaciones de frecuencias debido a distintos grados y tipos de daño. Además se estudió la manera en que la temperatura ambiente y la radiación solar afecta a estructuras de hormigón armado, determinando analíticamente el retraso del efecto de los cambios de temperatura sobre una estructura. Finalmente, se estudiaron los efectos que tienen los factores ambientales en las frecuencias del edificio Torre Central de la FCFM de la Universidad de Chile. Se determinó que las variables más importantes son la temperatura ambiente, la radiación solar y la saturación del suelo. Además, se estudiaron metodologías que permiten detectar cambios de estado en la estructura, considerando los efectos que tiene la temperatura sobre ésta, e identificando los inconvenientes en relación a la modelación de los efectos del aumento de la saturación del suelo producto de precipitaciones. Se estableció que la utilización de metodologías que consideran los efectos ambientales es potencialmente útil, pero para que éstas entreguen resultados confiables se requiere una cantidad de datos para su entrenamiento mayor a dos años.

Magíster en Ciencias de la ingeniería, Mención Ingeniería Estructural, Sísmica y Geotécnica. Ingeniero Civil / La identificación operacional en estructuras civiles tienen como fin el monitoreo continuo de estas. Sin embargo, al estar apoyada en algoritmos de identificación que suponen parámetros constantes del sistema a lo largo de toda la ventana de análisis, es incapaz de controlar la evolución del sistema en el tiempo. Las metodologías de seguimiento modal tienen como fin el control automático de la evolución temporal de los modos físicos. Una parte importante de la variación de los parámetros del sistema puede explicarse a partir de las variables meteorológicas, sobre todo de la temperatura. Esto es especialmente cierto para la frecuencia modal. En cambio, la forma modal puede considerarse constante, al menos ante variaciones moderadas del ambiente. El objetivo de este trabajo es evaluar las metodologías existentes de seguimiento modal y, al mismo tiempo, evaluar la pertinencia de incorporar el efecto de las variables meteorológicas a estas, recogido a través de modelos estadísticos. La evaluación se hace sobre la identificación del edificio de la Torre Central de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, que ha estado siendo monitoreado de manera continua desde el año 2009 a la fecha. También se cuenta con los registros de la estación meteorológica del Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile, aledaña a la estructura a estudiar. Los resultados obtenidos indican que la incorporación de modelos de frecuencia modal en función de variables meteorológicas al seguimiento modal permite capturar la evolución de los modos físicos, sin embargo la metodología puede verse muy afectada por los altos niveles de ruido en los registros o la identificación. También muestran que, si bien la forma modal permanece virtualmente constante, esta no puede ser usada como parámetro exclusivo de seguimiento si la cantidad de sensores es muy baja. Adicionalmente, se comprueba que la temperatura y la dirección de incidencia de los rayos solares son las variables meteorológicas a considerar para predecir con precisión la frecuencia modal.