Documents published in 2006 : Scipedia

Suelos derivados de cenizas volcánicas en Colombia
A. Lizcano, M. Herrera, J. Santamarina

RIDNAIC (2006). Vol. 6, (2)

Abstract
Los suelos residuales evolucionan a partir de la meteorización in situ, y normalmente, se caracterizan por una granulometría mas fina próxima a la superficie donde la alteración ha sido más intensa. A pesar de esta generalización, existen suelos residuales que reflejan mayor alteración en profundidad; este es frecuentemente el caso de los suelos derivados de cenizas volcánicas. Este estudio trata de explicar la formación de los suelos derivados de cenizas volcánicas en Colombia para entender los mecanismos que gobiernan sus propiedades físicas, el comportamiento mecánico y las principales consecuencias geotécnicas. El programa experimental incluye el estudio de propiedades químicas, térmicas, eléctricas y mecánicas, y su interpretación en términos de estructura interna, composición e interacción entre partículas y fluidos. A la luz de los resultados experimentales y de los problemas geotécnicos observados en campo, se evidencia la necesidad de reanalizar las técnicas de caracterización y diseño para optimizar el desempeño de estos suelos en aplicaciones de ingeniería.
Abstract
Los suelos residuales evolucionan a partir de la meteorización in situ, y normalmente, se caracterizan por una granulometría mas fina próxima a la superficie donde la alteración [...]
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Características geotécnicas de los loess de Argentina
R. Rocca, E. Redolfi, R. Terzariol

RIDNAIC (2006). Vol. 6, (2)

Abstract
Los suelos loessicos de Argentina constituyen el principal depósito de su tipo en Sudamérica, cubriendo más de 600,000 km2 de superficie. Son suelos de origen eólico, que pueden conservar su estructura generada al depositarse (loess primario) o sufrir retransporte o alternación in-situ (loess secundario o loessoides). Los depósitos recientes son principalmente primarios, ML y CL-ML, mientras que los más antiguos, son suelos arcillosos y limosos subsaturados, CL a CH. Los comportamientos geotécnicos extremos van desde ser suelos colapsables, en el caso de los primarios y la de depósitos preconsolidados por desecación en el caso de los loessoides secundarios. Recientemente se han realizado avances en el conocimiento de los procesos de cementación, las propiedades dieléctricas y las variaciones mecánicas con distintos niveles de deformaciones, en el empleo de nuevos métodos no destructivos, ensayos in-situ y variaciones areales de los parámetros más significativos. Se ha progresado en el modelado de fundaciones y en distintos procesos de infiltración del agua en el suelo. El diseño ingenieril está condicionado al tipo de colapsibilidad. Los criterios empleados en construcciones tratan de anular el ingreso de agua al suelo; eliminar la colapsibilidad mediante el mejoramiento de su estructura inestable o evitar emplearlo como terreno de fundación directa. En las obras hidráulicas predomina el uso de la hidrocompactación combinada con métodos para acelerar el proceso de colapso. Los suelos loessicos son aptos como material de construcción en terraplenes y rellenos, porque la compactación destruye la estructura macroporosa y se comportan como otros tipos de suelos limosos.
Abstract
Los suelos loessicos de Argentina constituyen el principal depósito de su tipo en Sudamérica, cubriendo más de 600,000 km2 de superficie. Son suelos de origen eólico, [...]
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Aspectos geotécnicos fundamentales de las formaciones del delta del río Paraná y del estuario del río de la Plata
V. Rinaldi, E. Abril

RIDNAIC (2006). Vol. 6, (2)

Abstract
El delta del Río Paraná y el estuario del Río de la Plata conforman la salida al mar de la segunda cuenca hidrográfica más importante de América del Sur. El sector se encuentra localizado en una gran depresión estructural conformada por una secuencia estratigráfica pre-holocena erosionada, sobre la cual yace una serie sedimentaria más moderna del holoceno, que constituye el delta. La gran cantidad de sedimentos que transportan las aguas, han dado lugar a la formación de islas e islotes de morfología muy cambiante. El comportamiento geotécnico de estos sedimentos es de relevancia para atender los requerimientos de uso del suelo, en este sector próximo a importantes centros urbanos y de desarrollo económico dinámico. Este trabajo presenta un estudio de los aspectos geológicos y geotécnicos más sobresalientes los suelos del Delta del río Paraná y el estuario del Río de la Plata. El trabajo incluye una revisión y síntesis de los aspectos geológicos relacionadas con el basamento del cauce del río y la secuencia sedimentaria depositada sobre el mismo. La distribución tridimensional de las distintas formaciones y litologías se describe mediante perfiles obtenidos de perforaciones geotécnicas correspondientes a estudios realizados en la región. Finalmente, se discuten los parámetros geotécnicos de los estratos más significativos identificados con énfasis en los sedimentos superiores más modernos.
Abstract
El delta del Río Paraná y el estuario del Río de la Plata conforman la salida al mar de la segunda cuenca hidrográfica más importante de América del Sur. El sector se [...]
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Los suelos lacustres de la ciudad de México
J. Rodríguez

RIDNAIC (2006). Vol. 6, (2)

Abstract
Este artículo tiene como objetivo caracterizar el depósito natural lacustre de los sedimentos blandos y altamente estructurados de la ciudad de México. Las propiedades mecánicas únicas de los suelos de la ciudad de México se ubican como valores extremos en la mayoría de las cartas de propiedades geotécnicas. Nuestro conocimiento y entendimiento actual sobre el comportamiento de los suelos es puesto a prueba por las inusuales respuestas de los sedimentos lacustres de la ciudad de México. El propósito de este estudio es reunir información sobre los suelos de la ciudad de México para facilitar la interpretación de la evolución del depósito que explique las propiedades de ingeniería de esta peculiar secuencia sedimentaria incluyendo su respuesta dinámica.
Abstract
Este artículo tiene como objetivo caracterizar el depósito natural lacustre de los sedimentos blandos y altamente estructurados de la ciudad de México. [...]
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Encuentro de profesores latinos de geotecnia
V. Landa, J. Valdés, C. Santamarina

RIDNAIC (2006). Vol. 6, (2)

Abstract
Editorial: Encuentro de profesores latinos de geotecnia
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Suelos especiales de América Latina
A. Lizcano, C. Santamarina

RIDNAIC (2006). Vol. 6, (2)

Abstract
Editorial: Suelos especiales de América Latina
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Biomecánica de la articulación de la rodilla tras lesiones ligamentosas
E. Peña, B. Calvo, M. Doblaré

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (1)

Abstract
La planificación preoperatoria se está consolidando en la actualidad como uno de los campos con mayores perspectivas de futuro en la bioingenieria. Para que el desarrollo de estas herramientas sea eficaz deben emplearse modelos computacionales lo más realistas posibles con el fin de reproducir fielmente el comportamiento de los tejidos involucrados. Estudios computacionales mediante técnicas como, por ejemplo, el método de los elementos finitos pueden ser herramientas útiles tanto para comprender el comportamiento de los tejidos vivos ante situaciones límite como para aportar información para el desarrollo omejora de técnicas quirúrgicas. Siguiendo esta línea, en este trabajo, empleamos un modelo tridimensional completo de la articulación de la rodilla humana para el estudio de la biomecánica de la articulación tras lesiones ligamentosas. Este modelo incluye los huesos que conforman la articulación (fémur, tibia, peroné y rótula), los meniscos, los cartílagos articulares y los ligamentos más relevantes de la articulación (LCA, LCP, LLI, LLE Y TR). Los huesos fueron modelados como sólidos rígidos, los meniscos y cartílagos articulares como sólidos elásticos lineales, mientras que los ligamentos fueron modelados como sólidos con un comportamiento hiperelástico transversalmente isótropo definido a partir de la orientación de las fibras de colágeno. Además ha sido necesario incorporar a la formulación estándar del modelo hiperelástico la pretensión inicial a la que los ligamentos, como la mayoría de los tejidos biológicos, se encuentran sometidos. Dicho modelo fue validado experimentalmente en un trabajo previo y se emplea en este trabajo para estudiar la biomecánica de la articulación ante un movimiento de flexión. También se ha estudiado la estabilidad de la articulación tras roturas en el LCA y LCP, comprobándose bajo qué circunstancias dichas roturas son críticas para la estabilidad de la articulación y qué otras estructuras actúan an caso de rotura para evitar la inestabilidad.
Abstract
La planificación preoperatoria se está consolidando en la actualidad como uno de los campos con mayores perspectivas de futuro en la bioingenieria. Para que el desarrollo [...]
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Estimación de error en dimámica de sólidos deformables
L. Romero

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (1)

Abstract
En este artículo se desarrollan dos nuevos estimadores de error para ser utlizados en problemas de dinámica de sólidos y dinámica estructural. Más concretamente, se presenta una formulación de ambos estimadores para ser empleados junto con el método de Newmark. Sin embargo, siguiendo el mismo proceso y con ligeras modificaciones, se pueden construir estimadores equivalentes a los desarrollados para muchos otros métodos de integración temporal. Además se estudia el comportamiento de los dos nuevos estimadores comparándolos con otros existentes en la literatura, comprobándose su correcto funcionamiento incluso en problemas, donde las fuerzas externas son poco suaves y en los que fallan varios de los estimadores existentes.
Abstract
En este artículo se desarrollan dos nuevos estimadores de error para ser utlizados en problemas de dinámica de sólidos y dinámica estructural. Más concretamente, se presenta [...]
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Análise, dimensionamiento e verificaçao de elementos especiais em concreto armado utilizando o método dos elementos finitos e o método das bielas
R. Souza, T. Bittencourt

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (1)

Abstract
A maioria dos elementos utilizados na engenharia estrutural podem ser dimensionados de maneira simplificada, adotando-se a clássica hipótese de Bermoulli. No entanto, existem várias situaçoes para as quais esta hipótese simplificadora nao pode ser aplicada, impossibilitando assim a utilizaçao dos processos correntes de dimensionamento. Nestes casos, aqui denominados de especiais, deve-ser recorrer a soluçoes altermativas de dimensionamento, tais como o método dos elementos finitos e o método das bielas. O objetivo deste trabalho concentra-se na inavestigaçao da aplicabilidade dos métodos supracitados, de maneira a estabelecer recomendaçoes práticas no desenvolvimento racional de projetos estruturais complexos com qualquer natureza geométrica. Dentro do ambito das estruturas especiais, procurou-se enfatizar os casos das vigasperede e dos blocos de fundaçao sobres estacas, tendo em vista a grande utilizaçao e a importancia desses elementos nos projetos correntes. O presente trabalho contribui no atenuamento das soluçoes imprecisas baseadas em empirisimos, fornecendo critérios lógicos para a resoluçao segura das denominadas regioes D.
Abstract
A maioria dos elementos utilizados na engenharia estrutural podem ser dimensionados de maneira simplificada, adotando-se a clássica hipótese de Bermoulli. No entanto, existem [...]
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Configuraciones eficientes de cables en puentes atirantados según análisis de sensibilidad de su comportamiento aeroelástico
J. Jurado, F. Nieto, A. Mosquera, S. Hernández

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (1)

Abstract
En el presente artículo se estudian diversas configuraciones de cables para puentes atirantados de gran vano en función de su comportamiento frente al fenómeno de flameo. Como criterio para elegir la configuración de mayor eficiencia se han realizado varios análisis de sensibildad de los parámetros aeroelásticos estudiando, cómo cambia la velocidad crítica de viento, con la que se produce la inestabilidad por flameo, así como la frecuencia de oscilación, cuando se modifican las propiedades mecánicas del tablero. Finalmente, a partir de la colección de resultados obtenidos se decide la mejor disposición de cables para varias longitudes del vano principal.
Abstract
En el presente artículo se estudian diversas configuraciones de cables para puentes atirantados de gran vano en función de su comportamiento frente al fenómeno de flameo. [...]
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El problema de la propagación del refinamiento en cuatro triángulos por la arista mayor
J. Suárez, Á. Plaza, M. Padrón

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (1)

Abstract
En este artículo se introducen dos propiedades asintóticas asociadas al proceso iterativo del refinamiento de una malla de triángulos. Primeramente se desarrollan resultados, que mostrarán, que la aplicación recursiva de la partición uniforme en cuatro triángulos por la arista mayor a una malla triangular arbitraria no estructurada produce mallas, en las que los pares de triángulos, que comparten la arista mayor, tienden a cubrir el área de toda la malla. Como consecuencia se demostrará también, que para el refinamiento local de un triángulo la zona de propagación se extiende asintóticamente en promedio a unos pocos triángulos vecinos. De esta forma se responde a la pregunta, de cómo la propagación del refinamiento local (para conformar la malla) afecta al tamaño de la triangulación. También se incluyen resultados numéricos, que están en concordancia con los resultados teóricos. Estos resultados son importantes en campos tales como la adaptabilidad de la malla para el método de los elementos finitos y técnicas de refinamiento para la mejora de la malla en gráficos por ordenador y CAGD.
Abstract
En este artículo se introducen dos propiedades asintóticas asociadas al proceso iterativo del refinamiento de una malla de triángulos. Primeramente se desarrollan resultados, [...]
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Contribuciones a la simulación numérica del fallo material en deformaciones finitas. Modelos degradables
M. Pulido, J. Oliver

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (4)

Abstract
Partiendo de la Aproximación de continuo de discontinuidades fuertes (CSDA) comu un marco para modelar el fenómeno de localización de deformacionesy discontinuidades del campo de desplazamientos ,el presente artículo extiende resultados previos obtenidos por los autores empleando cinemáticas de deformación infinitesimal a entornos de deformaciones finitas. Mediante el análisis de discontinuidad fuerte, y adoptando un modelo de daño ccontinuo (tensión-deformación) isótropo, se deriva el modelo constitutivo discreto proyectando (vector tracción versus salto del campo de desplazamiento), junto con las condiciones de discontinuidad fuerte que restringen los estados tensionales en el régimen discontinuo. Se establece una comparación entre los modelos constitutivos discretos proyectados obtenidos con ambas cinemáticas (deformaciones infinitesimales y finitas). Al final del artículo se expone una serie de ensayos numéricos con objeto de corroborar la teoría del modelo propuesto y de enfatizar el papel que desempeña la cinemática de grandes deformaciones en los resultados obtenidos.
Abstract
Partiendo de la Aproximación de continuo de discontinuidades fuertes (CSDA) comu un marco para modelar el fenómeno de localización de deformacionesy discontinuidades del [...]
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Eliminación biológica de amonio y materia orgánica en la potibilización de aguas
M. Gil-Rodríguez

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (4)

Abstract
El proceso de portabilización de aguas comprende, operaciones de separación de materias por preoxidación, coagulación, sedimentación, filtraciones rápida y lenta, adsorción en carbón activo y desinfección final 15,4. En este trabajo se propone la inclusión de una etapa de nitrificcaión para aguas, con un contenido en amonio moderadamentealto, que la incapacita para su potabilización, caso frecuente en las aguas disponibles de zonas de cultivos agrícolas intensivos. Las materias orgánicas solubles disminuyen su concentración en las etapas de preoxidación, coagulación y floculación hasta concentracionesadmisibles 14. En estas separaciones el amonio se elemina en cantidad muy exigua, siendo prácticamente imposible separarlo por vía química. La nitrificación oxida el amonio a nitrato, a la vez que se insolublizan la mayoría de los posibles metales pesados presentes, por ello se reduce la demanda de cloro en la desinfección final, y por tanto limita la formación de compuestos organoclorados en el agua así tratada. En este trabajo se muestra la experimentación y resultados obtenidos en la biodegradación y nitrificación simultánea de la materia orgánica y el amonio en aguas prepotables de alta calidad, aunque con concentraciones de amonio varias veces superior a la concentración máxima permisible del Real Decreto 140/2003 (BOE, 2003). Se proponen y validan numéricamente las cinéticas de reacción de la eliminación de materia orgánica, amonio y biomasa, así como de la generación de nitratos, avaladas por el buen grado de concordancia de las ecuaciones propuestas con los datos experimentales con respecto a los calculados.
Abstract
El proceso de portabilización de aguas comprende, operaciones de separación de materias por preoxidación, coagulación, sedimentación, filtraciones rápida y lenta, adsorción [...]
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Estudio mediante elementos finitos de la influencia de la pretensión de los ligamentos en la flexión de la rodilla
E. Peña, M. Martínez, B. Calvo, M. Doblaré

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (4)

Abstract
Es sabido que la mayoría de los tejidos biólogicos blandos, incluidos músculos, vasos sanguíneos y ligamentos, se encuentran sometidos a tensiones residuales no nulas en el estado libre de cargas. El principal objetivo de este artículo es analizar la influencia de la pretensión de los ligamentos principales de la rodilla en el comportamiento biomecánico de la articulación durante la flexión de la misma. El modelo de comportamiento del ligamento oque se ha utilizado es el de un material hiperelático transversalmente isótropo sometido a grandes deformaciones. En este trabajo se emplea un modelo tridimensional de elementos finitos de la rodilla humana para simular la flexión de la articulación hasta 60º, con una distribución no uniforme de la pretensión inicial en los ligamentos. La deformación inicial es impuesta mediante la imposición de un gradiente de deformación inicial no compatible, obtenido da datos experimentales y bajo hipótesis simplificativas, tras el cual es necesario forzar un paso de equilibrio para obtener un cambio tensorial auto-equilibrado. En este trabajo se demuestra que una incorrecta aplicación de la pretensión inicial en los ligamentos de la rodilla da lugar a campos de tensiones no fisiológicos.
Abstract
Es sabido que la mayoría de los tejidos biólogicos blandos, incluidos músculos, vasos sanguíneos y ligamentos, se encuentran sometidos a tensiones residuales no nulas [...]
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Elementos finitos híbridos com discontinuidades fortes incorporadas
O. Manzoli, B. Shing

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (4)

Abstract
A fim de tornar os elementos finitos híbridos aplicáveis no contexto da mecanica de fratura, apresenta-se uma técnica para incorporar fissuras desses elementos que permite, de maneira simples e direta, extensoes para a representaçao de múltiplas fissuras, assim como de modos de discontinuidade nao-uniformes. Apresentam-se alguns exemplos numéricos para demonstrar a ediciencia da formulaçao, destacando-se a importancia da consideraçao de modos de discontinuidade nao-uniformes para eliminar o travamento de tensoes em situaçoes envolvendo expressiva rotaçao relativa entre as partes do elemento dividido pela linha de discontinuidade.
Abstract
A fim de tornar os elementos finitos híbridos aplicáveis no contexto da mecanica de fratura, apresenta-se uma técnica para incorporar fissuras desses elementos que permite, [...]
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Analisis tridimensional de la onteracción fluido-estructura en una válvula cardíaca mecánica doble hoja utilizando la ecuación generalizada de Lattice Boltzmann
O. Pelliccioni, M. Cerrolaza, M. Herrera

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (4)

Abstract
Se presenta un modelo para la simulación del flujo tridimensional que pasa a través de una válvula artificial de corazón en posición aórtica utilizando la ecuación generalizada de lattice Boltzmann bajo un modelo de multi-relajación. Se presentan resultados gráficos de velocidades, líneas de corriente, vorticidad y esfuerzos de corte a lo largo del flujo por la arteria. La simulación combina la aplicación del modelo de lattice Boltzmann con un método de multi-reflexión para el condicionamiento de contornos sólidos en movimiento. Esta aplicación es utilizada para estudiar los cambios del flujo de sangre producidos por la interacción con una prótesis mecánica de válvula aórtica implantada en la raíz aórtica.
Abstract
Se presenta un modelo para la simulación del flujo tridimensional que pasa a través de una válvula artificial de corazón en posición aórtica utilizando la ecuación [...]
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Evaluación de métodos para la optimización de sistemas acoplados
J. Conde

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (4)

Abstract
La optimización de sistemas complejos en industrias tan diversas con la componentes electrónicos, aerospacial y petrolera tiene como denominador común, que los sistemas considerados estan compuestos por elementos acoplados de distintas disciplinas. Existen diferentes enfoques para resolver estos problemas de diseño multidisciplinario pero su evaluación ha sido muy limitada y su desempeño relativo poco estudiado. En este trabajo, se codifican los enfoques Simple-SAND-SAND y Simple-SAND-NAND (SAND: Análisis y diseño Simultáneo y NAND: Análisis y Diseño Anidado); así como la técnica de optimización denominada Objetivos de Cascada. Posteriormente, se evalúa su desempeño relativo utilizando casos de estudio seleccionadosde optimización multidisciplinaria. Posteriormente, se evalúa su desempeño relativo utilizando casos de estudio seleccionados de optimización multidisciplinaria. El trabajo presenta los resultados obtenidos de la aplicación de los enfoques codificados sobre casos de estudio seleccionados y representa un primer paso hacia una mejor comprensión de los métodos para la solución de problemas de diseño multidisciplinario.
Abstract
La optimización de sistemas complejos en industrias tan diversas con la componentes electrónicos, aerospacial y petrolera tiene como denominador común, que los sistemas [...]
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Análisis de diferentes estimadores de error de postproceso para adaptividad orientada al resultado
G. Calderón, P. Díez

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (2)

Abstract
En las aplicaciones prácticas la resolución de un problema de contorno requiere controlar la calidad de la solución aproximada. Sibien hasta hace no mucho se utilizaba generalmente una medida energética del error, en la actualidas se prefiere que la medida del error esté basada a cantidades de interés que determina el usuario. La representación del error en estas cantidades de interés involucra las soluciones del problema original (primal) y de un problema adjunto (o dual) asociado, que se pueden combinar de diferentes maneras: es decir, la representación no es única. En este trabajo se analizan tres representaciones del error combinadas con diferentes estrategías de postproceso. Se utilizan las ideas introducidas por Zienkiewicz y Zhu para el postproceso de tensiones y por Wiberg para desplazamientos. Se presentan estudios de convergencia del error, tanto en problemas térmicos como mecánicos. Además, se discuten aspectos de implementación y metodología y su uso en procesos de mallado adaptivo. noindent
Abstract
En las aplicaciones prácticas la resolución de un problema de contorno requiere controlar la calidad de la solución aproximada. Sibien hasta hace no mucho se utilizaba [...]
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Estimación de la respuesta de sitio mediante el metodo del cociente espectral aplicado a ruido ambiental: Aplicación a la ciutat vella de Valencia
R. Franklin, J. Caselles, J. Canas, J. Clapes, L. Pujades, M. Navarro, F. García, V. Pérez

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (2)

Abstract
Dentro del proyecto de estudio de la vulnerabilidad sísmica de la Ciutat Vella de Valencia se ha estudiado la respuesta de suelo de esta y su afectación a los edificios de vivienda existentes. Debido a la baja sismicidad de la zona, las características urbanísticas y al bajo coste, la respuesta de suelo se ha calculado mediante el método del cociente espectral aplicado a ruido ambiente (técnica de Nakamura), que proporciona solamente los rangos de periodos, en los que se produce amplificación pero no su valor. Para una correcta aplicación de este método previamente se ha estudiado su aplicabilidad en diversas zonas de la ciudad de Barcelona, ciudad densamente poblada, y por tanto, con escasa proporción de zonas libres donde realizar las mediciones libres de ruidos perjudiciales. Por ello se ha estudiado la influencia, que el tráfico de vehículos, paso de peatones y la presencia de árboles, mobiliario urbano, césped y edificios puede tener en los resultados obteníendose una buena guía de aplicabilidad del método. Paralelamente s eha estudiado e implementado una ponderación de las señales medidas para mejorar los resultados y permitir condiciones de medida menos restrictivas. También se propone el uso de un ajuste gaussiano de los picos de amplificación para la asignación del valor máximo (periodo predominante) y distinguir mediante la desviación estándar de esta, cuando la variación lateral de dos medidas son significativas o no. Los resultados obtenidos en Valencia reflejan su complejidad geológica con tres rangos de periodos donde existe amplificación. También se ha calculado que el 36% del total de los edificios de vivienda existentes presentan interacción suelo-estructura.
Abstract
Dentro del proyecto de estudio de la vulnerabilidad sísmica de la Ciutat Vella de Valencia se ha estudiado la respuesta de suelo de esta y su afectación a los edificios [...]
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Avances en el método de puntos finitos para la mecánica de sólidos
F. Perazzo, S. Oller, J. Miquel, E. Oñate

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (2)

Abstract
La evaluación del método sin malla de puntos finitos (MPF) para problemas de la mecánica de sólidos, hasta la fecha, se haefectuado usando medidas para cuantificar el error relativo tomando como base a una solución analítica conocida. En el presente trabajo se desarrolla un indicador del error para el MPF, basado en la evolución del funcional de mínimos cuadrados utilizado para el cálculo de la función de forma. La capacidad del indicador propuesto se analiza mediante el desarrollo de ejemplos para la elasticidad lineal de sólidos con densidades de puntos en forma regular e irregular. Los resultados muestran además la posibilidad de implementar un proceso de solución adaptable, basado en la equidistribución del error.
Abstract
La evaluación del método sin malla de puntos finitos (MPF) para problemas de la mecánica de sólidos, hasta la fecha, se haefectuado usando medidas para cuantificar el [...]
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Estimación de la rigidez de estructuras de mampostería confinada a partir de datos dinámicos
F. Garcés, M. Lafuente, C. Genatios, A. Mebarki

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (2)

Abstract
En este trabajo se presenta la aplicación de un método de estimación de la rigidez a estructuras de baja altura compuestas por muros de mampostería confinada. El método estima la rigidez a cortante (GA) y a flexión (EI), a partir del conocimiento de la matriz de masa y de una evaluación experimental previa, de la cualse hayan obtenido al menos dos frecuencias de vibración y sus respectivas formas modales. Una vez presentados los métodos de identificación de la rigidez y ajuste de la matriz de masa, se realizan simulaciones numérica, que permiten establecer la sensibilidad de la estimación de la rigidez en función de diversas variables tales como el modelo de masa utilizado, la geometría de la estructura y la presencia de aberturas. Adicionalmente se propone una metodología para la cuantificación del cambio de rigidez ocurridos en una estructura compuesta por muros de mampostería confinada.
Abstract
En este trabajo se presenta la aplicación de un método de estimación de la rigidez a estructuras de baja altura compuestas por muros de mampostería confinada. El método [...]
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Simulación del deterioro del cemento y sus interfaces en prótesis de cadera
M. Pérez, J. García-Aznar, M. Doblaré

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (2)

Abstract
El aflojamiento de la interfaz cemento-prótesis y el deterioro del cemento son dos de los factores fundamentales, que condicionan la vida a largo plazo de las prótesis de cadera cementadas. En este trabajo estos dos mecanismos de fallo se han simulado por medio del método de los elementos finitos. Por un lado, la simulación de aflojamiento de la interfaz cemento-prótesis se ha realizado por medio de la teoría de las superficies cohesivas, que se ha implementado en un elemento interfaz, mientras que para el deterioro del cemento y sus propiedades viscoelásticas se han planteado un modelo basado en la teoría de la mecánica del daño continuo. El modelo desarrollado presenta una serie de parámetros, como las propiedades mecánicas de la interfaz, las leyes de acumulación de daño de la interfaz y del cemento, el efecto de cierre de las grietas del cemento y la ley de evolución del coeficiente de rozamiento entre superficies, que fueron estimados para predecir los deslizamientos experimentales de un vástago dentro de una capa de cemento en un modelo simplificado de una prótesis de cadera . Además de llevó a cabo un análisis de sensibilidad para determinar la influencia de cada uno de los parámetros sobre los deslizamientos y el deterioro del cemento. Esta simulación conjunta de la problemática de la prótesis de cadera cementadas permite aplicarla a la comparación de prótesis comerciales (Exeter, Charnley, Elite Plus y ABG II). No sólo se ha analizado el deterioro del cemento y de la interfaz cementp-prótesis en las cuatro prótesis comerciales sino también la migración del vástago dentro de la capa de cemento comparando todos los resultados entre las diferentes prótesis y con lo observado clínicamente.
Abstract
El aflojamiento de la interfaz cemento-prótesis y el deterioro del cemento son dos de los factores fundamentales, que condicionan la vida a largo plazo de las prótesis de [...]
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Análise elasto-plástica de problemas anisotrópicos considerando o método livre de elementos de Galerkin
J. Belinha, L. Dinis

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (2)

Abstract
Um método sem malha baseado na formulaçao de Galerkin, o Método Livre de Elementos de Galerkin (EFGM), é usado na análise elasto-plástica de sólidos bidimensionales e de laminados. Para os sólidos bidimendionais sao considerados os estados planos de tensao e de deformaçao, em funçao do problema a modular, e para os laminados é considerada a teoria de Reissner-Mindlin de forma a obterem-s os campos de deslocamentos e de deformaçoes . As funçoes de aproximaçao sao calculadas considerando o método dos minímos quadrados (MLS). O método de rigidez inicial é usado na resoluçao do sistema de equaçoes nao-linear e é considerada a superfície de cedencia anisotrópica de Hill. É ainda descrito o algoritmo de soluçao elasto-plástica aplicado ao EFGM. Sao analisados alguns problemas bidimensionais e alguns laminados sendo as soluçoes obtidas pelo EFGM comparadas com as soluçoes do Método dos Elementos Finitos (MEF) e com as soluçoes de referencias disponíveis.
Abstract
Um método sem malha baseado na formulaçao de Galerkin, o Método Livre de Elementos de Galerkin (EFGM), é usado na análise elasto-plástica de sólidos bidimensionales [...]
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Formulación estabilizada de elementos finitos triangulares y tetraedricos para problemas de incompresibilidad en garndes deformaciones
Q. Valverde, M. Chiumenti, C. Saracibar, M. Cervera

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (3)

Abstract
Se presenta una formulación en multescalas del método de elementos finitos capaz de estabilizar el comportamiento de elementos mixtos en problemas de elasticidad y de plasticidad incompresibles en grandes deformaciones. Esta formulación se fundamenta en el concepto de las sub-escalas ortogonales (OSGS) y se aplica a elementos triangulares y tetraédricos mixtos, con interpolaciones de desplazamientos y presión continuas. La formulación permite eludir la condición de estabilidad de Bobuska-Brezzi, y ofrece como principal ventaja la posibilidad de utilizar interpolaciones lineales en elementos mixtos triangulares y tetraédricos muy convenientes en aplicaciones de interés práctico debido a su versatilidad para la generación de mallas sobre configuraciones geométricas complejas. Se explican tanto las consideraciones empleadas en el planteamiento, como los principales aspectos de implementación. Unas de las contribuciones más relevantes de esta formulación es la eficacia y originalidad de la aproximación propuesta para el parámetro de estabilización. Finalmente, mediante ejemplos de simulación se muestra el buen comportamiento de los elementos obtenidos en comparación con elementos estándar y Q1P0.
Abstract
Se presenta una formulación en multescalas del método de elementos finitos capaz de estabilizar el comportamiento de elementos mixtos en problemas de elasticidad y de plasticidad [...]
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Contribuciones a la simulación numérica del fallo material en deformaciones infinitesimales. Modelos de degradación y daño continuo
M. Pulido, J. Oliver

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (3)

Abstract
El presente artículo se basa en la denominada Aproximación de continuo de discontinuidades fuertes (CSDA) para modelar el fenómeno de localización de deformaciones y discontinuidades del campo de desplazamientos. Mediante el análisis de discontinuidad fuerte, y adoptando un modelo de daño continuo (tensión-deformación) isótropo, se deriva el modelo constitutivo discreto proyectado (vector tracción versus salto del campo de desplazamiento), junto con las condiciones de discontinuidad fuerte que restringen los estados tensionales en el régimen discontinuo. Se detallan un modelo de ancho de banda variable, con objeto de inducir automaticamente las condiciones de discontinuidad fuerte, y un procedimiento de bifurcación discontinua con el que determinar el inicio y la propagación de la discontinuidad. Al final del artículo se expone una serie de ensayos numéricos.
Abstract
El presente artículo se basa en la denominada Aproximación de continuo de discontinuidades fuertes (CSDA) para modelar el fenómeno de localización de deformaciones y discontinuidades [...]
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Análisis geométrico de localización del modelo elastoplástico parabólico de Drucker-Prager dependiente de gradientes
S. Vrench, G. Etse

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (3)

Abstract
En este trabajo se presenta el método geométrico para el análisis de las propiedades de localización del modelo elastoplástico parabólico de Drucker-Prager dependiente de gradientes. El modelo es termodinámicamente consistente. A partir de la solución de la condición de bifurcación discontinua de la elastoplasticidad dependiente de gradientes oara pequeñas deformaciones, se formula la elipse de localización en las coordenadas de Mohr. La condición de tangencia entre las elipse de localización y el círculo de Mohr correspondiente al estado de tensiones define el tipo de falla (difusa o localizada) y las direcciones críticas de bifurcación discontinua. Los resultados del análisis geométrico de localización ilustran la capacidad del material elastoplástico parabólico de Drucker-Prager dependiente de gradientes, se suprimir los modos de falla localizada de la formulación clásica o local del modelo, que tiene lugar cuando el módulo de endurec/abland. Adoptado H iguala al crítico (máximo) de localización Hc. Sin embargo esta propiedad regularizante de la formulación del modelo parabólico de Drucker-Prager basada en gradientes se diluye no solamente en el caso extremo cuando la longitud característica l tiende a cero sino también cuando H < Hc.
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En este trabajo se presenta el método geométrico para el análisis de las propiedades de localización del modelo elastoplástico parabólico de Drucker-Prager dependiente [...]
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Influencia del radio del catéter angioplástico sobre la caída de presión transestenótica en arterias coronarias. Análisis numérico
J. Paolo, G. Filipowicz, S. Ubal, D. Campana

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (3)

Abstract
Las estenosis en arterias coronarias obstruyen la sección de paso, provocando una disminución del flujo de sangre hacia los tejidos irrigados. Para el tratamiento e investigación de estas patologías se utilizan catéteres angioplásticos que permiten además, la realización de mediciones de presión para valorar la importancia de la obstrucción. La introducción de un catéter durante estos estudios provoca una obstrucción adicional incrementando la caída de presión medida. En este trabajo se estudia la influencia del tamaño del catéter sobre la caída de presión para diferentes grados de estenosis, con el objeto de valorar las desviaciones que se producen en las lecturas efectuadas por estos instrumentos. Ello se logra comparando los resultados obtenidos con el modelo que considera la presencia del catéter frente a los resultados obtenidos con el modelo sin catéter, asumiendo a este último caso como la situación fisiológica (o basal). El estudio se realiza resolviendo un modelo en ecuaciones fundado en las hipótesis de flujo newtoniano incompresible, paredes arteriales rígidas y datos geométricos basados en observaciones angiográficas, a partir de los cuales se construye una forma geométrica patrón. La solución de las ecuaciones se logra mediante un algoritmo que aplica el método de elementos finitos; el eficiente código numérico desarrollado, permitió la obtención de resultados novedosos para geometrías 3D axisimétricas, condiciones de flujo estacionario y para varios caudales y grados de obstrucción. Los resultados indican que los catéteres usados actualmente producen sobrestimaciones en las mediciones y queda en evidencia la necesidad de construir dispositivos más delgados para la realización de registros confiables.
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Las estenosis en arterias coronarias obstruyen la sección de paso, provocando una disminución del flujo de sangre hacia los tejidos irrigados. Para el tratamiento e investigación [...]
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Optimización heurística de pórticos de edificación de hormigón armado
I. Payá, V. Yepes, J. Clemente, F. González

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (3)

Abstract
El trabajo se centra en optimizar los coses de pórticos de edificación mediante métodos heurísticos y metaheurísticos, demostrando su efectividad. Los métodos heurísticos utilizados son la búsqueda aleatoria y el gradiente, y los metaheurísticos, son la búsqueda de aceptación por umbrales (TA) y la cristalización simulada (SA). Todos los métodos de búsqueda han sido aplicados a u pórtico de dos vanos y cuatro plantas con 81 variables de diseño. La evaluación de cada una de las soluciones se realiza mediante un módulo de comprobación según la normativa EHE. El cálculo de esfuerzos se realiza por un programa matricial interno aplicando las cargas de la NBE AE-88. Se concluye que la cristalización simulada es la metaheurística más eficiente de las cuatro heurísticas comparadas, mejorando en un 1.1% los resultados del TA, en un 31.6% los del gradiente y en un 253.6% los de la búsqueda aleatoria.
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El trabajo se centra en optimizar los coses de pórticos de edificación mediante métodos heurísticos y metaheurísticos, demostrando su efectividad. Los métodos heurísticos [...]
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Transformaciones lineales y no lineales para espacios de color en procesamiento digital de imágenes
J. Uribe, M. Figueroa

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2006). Vol. 22, (3)

Abstract
Los espacios de color en procesamiento digital de imágenes a color son una herramienta importante ya que permiten analizar y aprovechar toda la información presente dentro de la imagen. Los recientes trabajos realizados en esta área se relacionan con segmentación de imágenes a color, análisis de textura, morfología matemática, estandarización de imágenes a color y localización de objetos . Los sistemas no lineales son frecuentes en Espacios de Color no tradicionales (Espacio de Hering), pues estos buscan realzar ciertas particularidades de una imagen. Este documento presenta el trabajo realizado con las teorías de color de Colores Oponentes y Tricromaticidad en los espacios de color RGB y de colores oponentes como una representación tridimensional, utilizando transformaciones lineales y no lineales entre estos espacios de color; además se presentan dos soluciones numéricas para el sistema de ecuaciones no lineales planteando con base en un análisis numérico. Debido a los excelentes resultados obtenidos por los algoritmos , estos fueron implementados en un sistema para la segmentación de placas de vehículos involucrando los efectos de la iluminación.
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Los espacios de color en procesamiento digital de imágenes a color son una herramienta importante ya que permiten analizar y aprovechar toda la información presente dentro [...]
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