Tecnologia

Caldrà afegir-hi –perquè existeixen– totes les imprecisions vinculades al procés constructiu de l’estructura: errors geomètrics (pel que fa a la secció transversal dels elements i de configuració general de l’edifici), errors d’interpretació o falta de concreció de la documentació gràfica, etc.

Per tant, el càlcul esdevé un exercici de caràcter estadístic: dissenyem i calculem l’estructura amb l’objectiu que la probabilitat que aquesta estructura quedi fora de servei durant la seva vida útil estigui per sota d’un valor preestablert.

Obviant la segona col•lecció de fonts d’incertesa –les associades a la construcció– per abordar el càlcul, caldria conèixer la funció de distribució de les diferents variables que poden afectar el resultat, dada de la qual en general no es disposa.

Per fer-ho es prenen en consideració factors de caràcter tècnic (comparació amb estructures calculades amb variació de variables restringida), factors socials i morals (avaluació del risc de pèrdua de vides humanes), psicològics (capacitat de la societat per assumir determinats accidents) i econòmics (es tenen en compte els costos de construcció, els associats a la conservació de les obres, el cost de reparació dels danys i el cost previst de les assegurances en funció del risc que s’ha de cobrir).

Per tant, els coeficients de seguretat d’una estructura tenen un rang de variació ampli, segons el tipus d’obra i la societat a la qual finalment va destinada.

Imaginem un edifici històric del segle XIV. En l’època en què aquest edifici va ser construït, el context tècnic era completament diferent a l’actual. No hi havia normes que regulessin com s’havia de calcular (de fet els càlculs estructurals com a disciplina científica són molt posteriors), ni assaigs tipificats per efectuar als materials. Els constructors de l’època edificaven a partir de l’experiència dels mestres d’obra i del coneixement acumulat a les lògies.

La parametrització de l’estructura en un edifici de nova construcció es fa a priori, i durant l’obra es verifiquen les hipòtesis emprades. Però en un d’existent, tot el que eren variables apareixen com a valors fixats que cal descobrir: les característiques del material, la connexió entre els diferents membres que el formen, les càrregues, el dany, etc., han deixat de ser valors teòrics per esdevenir concrets... i sovint desconeguts.

La reducció de la incertesa en aquests casos requerirà l’ús de mitjans diferents. L’empara que significava l’acompliment de la normativa desapareix per convertir-se en un marc de referència i donar pas a una aproximació a l’edifici de base teòrica, històrica i experimental.

En general, l’anàlisi d’estructures existents requereix models més sofisticats que en el cas de les de nova planta. Mentre que en aquestes partim d’una situació ideal –factible atès que encara no existeixen–, l’anàlisi d’una estructura en ús requereix ser alimentada amb tota classe de dades per aconseguir que l’artifici matemàtic emprat representi de manera fidedigna l’element estudiat.

Des de fa uns anys es dóna molta importància a la recerca històrica associada a l’anàlisi constructiva i estructural dels edificis antics. El coneixement de la història de l’edifici permet fer una aproximació a com i quan va ser construït, o obtenir informació com saber si va patir algun episodi climatològic, bèl•lic o de qualsevol altra mena que hagués pogut afectar-lo mecànicament.

Amb aquest tipus de dada és possible explicar, per exemple, el perquè de la pèrdua de geometria local observada a la volta principal de la catedral de Girona –resultat dels atacs amb canó durant la Guerra del Francès– o com després de complexos estudis estructurals per determinar l’origen de les esquerdes observades a l’Obelisc de Roma, es va poder concloure a partir de la recerca històrica que eren degudes a la caiguda d’un llamp.

Completar la informació del model teòric amb informació de base experimental resulta una de les opcions més prometedores.

La base experimental es pot construir a partir de cales i obtenció de mostres –tècniques de caràcter destructiu–, termografia, endoscòpia, gats plans, ultrasons, georadars i tècniques d’inspecció afins –les anomenades no invasores–, registrant el comportament de l’estructura davant un esforç conegut –proves de càrrega– o utilitzant mètodes basats en l’anàlisi del comportament dinàmic de l’element, per esmentar-ne algunes.

Alguns dels resultats obtinguts poden ser incorporats de manera immediata al model teòric emprat per descriure i calcular l’estructura. Uns altres requeriran una certa elaboració prèvia.

Com a exemple del primer cas tenim les cales: la informació obtinguda ens ajuda a ajustar les seccions resistents de l’element estructural i determinar el pes propi de l’estructura.

Com a exemple del segon, podem esmentar els mètodes basats en l’anàlisi dinàmica. En aquest cas, utilitzem tècniques matemàtiques d’optimització per fer que, a partir de l’ajust dels paràmetres modals (freqüències, modes i esmorteïment) observats en els models numèric i experimental, es puguin actualitzar en el primer variables desconegudes com ara les condicions de contorn –condicions de sustentació– del problema analitzat.

La incertesa associada al càlcul està de fet inscrita en una qüestió més general, que és la dificultat que comporta descriure la realitat.

El “mètode científic” basat en l’experimentació de caràcter repetitiu, en la formulació a partir d’aquesta de lleis físiques i matemàtiques, i en el contrast de resultats posterior, permet acotar la realitat dels fenòmens observats.

Però de manera inherent al mètode, hi ha un grau d’error. La subjectivitat de l’observador i la no universalitat dels resultats obtinguts, entre d’altres motius, fan que haguem d’oblidar la pretensió d’obtenir resultats exactes, i que ens centrem en aconseguir-ne de suficientment precisos.

Einstein deia que “Déu no juga als daus”, però a la resta –tot i que intentem fer trampes posant la probabilitat del nostre costat– no ens queda un altre remei.

< TORNAR