LAS ESTRUCTURAS INTELIGENTES

Las estructuras inteligentes
Conceptos.

Definiciones
Las estructuras
Por estructuras entendemos un arreglo o ensamble de elementos que cumplen un propósito determinado. En Ingeniería Civil, estas estructuras son variadas (edificaciones de oficinas o viviendas, hospitales, escuelas, presas, puentes, carreteras). Igualmente, en otras ingenierías existen diversos tipos de estructuras.

Las estructuras inteligentes
El tratamiento tradicional del diseño de estructuras es el de dimensiones de los elementos, el cual responde a conjunto de cargas o solicitaciones estáticas o dinámicas, con el correspondiente factor de seguridad, y al material o materiales empleados. Situaciones de carga imprevista, o comportamiento inadecuadamente estudiados, pueden conducir a deterioros que demandan de un mantenimiento directo (o reemplazo) por parte de los responsables de esta función. La estructura y sus elementos, actúan como materiales inertes sin respuesta directa ante tales situaciones.

¿Qué se espera de una estructura inteligente?. Tanto en el diseño, la construcción, el mantenimiento y la reparación, se espera lo siguiente:

· Para cada parte de la estructura, la habilidad de auto-diagnosticarse, reparar, recuperar, reportar y aprender.

· Que pueda detectar situaciones indeseables, relacionadas con fuentes diversas como temperatura, sobrecargas, vibraciones.

· Que las diagnostique, identificando la naturaleza y extensión del problema.

· Que las corrija, con la actuación apropiada. En forma pasiva, o en forma activa.

· Que reporte y acumule información para aprender ante situaciones similares en el futuro.

· Para la estructura en su totalidad

· Que mantenga su integridad y seguridad.

· Que mantenga su funcionalidad y eficiencia.

En inglés se les identifica como smart structures. En castellano se suelen denominar estructuras inteligentes. En estricto sentido, se pretende un comportamiento hábil (que no es lo mismo que inteligente), y esta aclaración es importante tener en cuenta, aunque en el futuro se buscará relacionar estas estructuras con la inteligencia artificial.

Como puede entenderse de lo anterior, el diseño de las estructuras tendrá una orientación mucho más completa de lo que es recientemente. Tradicionalmente ha sido suficiente el empleo de las matemáticas y el comportamiento mecánico de materiales. Ahora, se incorporan nuevas formas, materiales sensibles, diseño de dispositivos de control insertos en los elementos estructurales.

Referencia
Srinivasan, A. V. and McFarland, D. M. Smart Structures. Cambridge University Press.United Kingdom, 2001.

Las nuevas soluciones. Materiales piezoeléctricos. Caso de flexión en vigas. Currículo.