Estudios estructurales de puentes basado en vibraciones en la región occidental de Chiriquí - Patiño Reyes, Edwin Dielmig, (Universidad Tecnológica de Panamá, 2017)
Estructuras de uso continuo, como los puentes, son vulnerables a un deterioro gradual debido a deformaciones repetitivas causadas por el tipo de cargas a las cuales se ven sometidos y. con el paso del tiempo, aumenta la probabilidad de una falla por la acumulación de daños. Los desplazamientos y rotaciones que se generan en los puentes debido a las cargas dinámicas. tienen gran influencia en los daños que ocurren en los mismos y. al ser estos daños asociados con deformaciones pequeñas, son frecuentemente difíciles de detectar en inspecciones visuales. Esta es la razón por la cual el monitoreo de estos tipos de movimientos y deformaciones, ha cobrado relevancia en las últimas décadas. El monitoreo de la salud estructural en puentes, tradicionalmente, se basa en el estudio de la respuesta dinámica de los mismos con la ayuda del análisis de la información en el dominio de la frecuencia, en búsqueda de parámetros que puedan revelar cambios no deseados. En la región de Chiriquí, pocas son las investigaciones dedicadas a este campo, por lo que el presente estudio pretende contribuir a la base de datos existente. Este trabajo incluye resultados del análisis de 18 puentes vehiculares (45 luces) encontrados a lo largo de la Carretera Interamericana en la zona occidental de la provincia de Chiriquí, República de Panamá, específicamente, desde el puente sobre el Río Mula en el corregimiento de La Concepción, en el distrito de Bugaba, hasta el puente sobre el Río Chiriquí Viejo en el corregimiento de Progreso, parte del distrito de Barú. Durante el análisis modal de los puentes instrumentados fue posible detectar un comportamiento en el dominio de la frecuencia de la señal de vibración, que consiste en la cercanía de dos modos de vibración con frecuencias ligeramente diferentes. El batimiento, producto de la cercanía de estas dos frecuencias, puede visualizarse en la señal en el dominio del tiempo como pulsaciones que van disminuyendo su amplitud a lo largo de la señal, debido al amortiguamiento de la estructura. Mediante la medición de movimiento en dos grados de libertad (aceleraciones verticales y velocidades angulares axiales), se determinó que la causa del batimiento, en los puentes estudiados, era el acoplamiento entre modos flexionantes y torsionales. El acoplamiento de modos fundamentales en puentes ha sido estudiado en diversas investigaciones debido a su influencia en fenómenos aerodinámicos como el aleteo en puentes de gran longitud (Picón & Alarcón, 1978; Chen & Kareem, 2006; Chen, Kareem, & Matsumoto, 2001). Un punto en común entre estos estudios establece que, el análisis de aleteo por acoplamiento bimodal, tradicionalmente utiliza un enfoque que combina el primer modo simétrico flexionante y el primer modo simétrico torsional, ambos considerados como modos dominantes en el aleteo acoplado. Sin embargo, nuevos enfoques sugieren que el acoplamiento también puede darse, en casos particulares, entre modos laterales y torsionales (H.P.A.H., 1979; Kim, Lee, & Vu, 2016). Resulta de mucha utilidad ser capaces de identificar los tipos de modos que se presentan en la respuesta modal de una estructura ya que, no sólo se logra definir los modos que tienden a acoplarse en el comportamiento dinámico del puente, sino que también es posible detectar con mayor facilidad cambios en la respuesta de la estructura, y qué relación específica guardan con ésta, mediante la comparación de espectros de datos obtenidos en diferentes etapas de la vida útil del puente. Con el fin de distinguir los modos de la estructura entre estos dos tipos, se desarrolló un modelo que explica la interacción entre ellos y se definió un criterio cuantitativo de clasificación. El método propuesto demuestra ser asertivo en espectros con bajos niveles de ruido. tanto para las frecuencias bajas y altas; además de ser de fácil implementación. Palabras claves: acoplamiento, fenómeno de batimiento, modos flexionantes, modos torsionales, vibración, puentes.