Fotogrametría aplicada al análisis estructural de láminas reticulares: Desarrollo de un método para la evaluación de deformaciones en pruebas de carga de modelos a escala

Resumen

Las láminas reticulares de madera, conocidas en inglés como timber gridshell, son estructuras laminares formadas por una red de elementos de madera que, por lo general, configuran superficies de doble curvatura. Estas formas aportan resistencia y rigidez, permitiendo cubrir grandes espacios utilizando una cantidad mínima de material, lo que las hace muy eficaces en términos de costos y sostenibilidad. Su ligereza y esbeltez, junto con el uso de conexiones semirrígidas, las hacen muy flexibles y sensibles a las deformaciones, lo que requiere el uso de modelos numéricos avanzados y bien calibrados para su análisis estructural. Por este motivo, es fundamental realizar pruebas de carga en modelos físicos que permitan evaluar su comportamiento y validar los modelos de cálculo. El objetivo de este trabajo es desarrollar un método económico y preciso que permita medir los desplazamientos de todos los nodos en pruebas de carga realizadas a modelos a escala de este tipo de estructuras.

Para lograrlo, en primer lugar, se lleva a cabo una revisión del estado del arte sobre las pruebas de carga más relevantes realizadas en gridshells de madera, prestando especial atención a las técnicas y procedimientos empleados para aplicar y medir las cargas y los desplazamientos, finalizando con un análisis de las ventajas e inconvenientes de cada uno de los métodos utilizados, concluyendo que la fotogrametría es una de las técnicas más apropiadas para el objetivo perseguido. En segundo lugar, se desarrolla un método específico para medir los desplazamientos de los nodos en modelos a escala de gridshells utilizando fotogrametría. Para ello, se realizan varias pruebas de carga implementando diversas estrategias y mejoras sucesivas que permiten reducir los errores en la medición, como la aplicación de la carga mediante control de deformación, la optimización del tamaño y ubicación de las dianas y el uso de elementos auxiliares como comparadores. El procedimiento que obtiene los mejores resultados, con un error de la mitad que la primera prueba realizada y en el orden de las décimas de milímetro, se describe en detalle para su posible aplicación en futuros trabajos. Por último, se crea un algoritmo en Grasshopper capaz de representar gráficamente los resultados de la medición, superponiendo las geometrías inicial y deformada y mostrando los valores de todos los desplazamientos nodales.