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En el área de Estructuras y Geotecnia estudiamos el comportamiento y la resiliencia del ambiente construido. Buscamos contribuir al avance del conocimiento en temas relacionados con el análisis y diseño estructural, la mecánica computacional, la caracterización de la incertidumbre y sus efectos en sistemas de ingeniería, y el comportamiento de suelos y sistemas geotécnicos, entre otros. Para ello, empleamos simulaciones numéricas, ensayos experimentales, datos provenientes de estructuras y sistemas instrumentados, y peritajes en terreno. Combinamos información proporcionada por sensores, identificación de sistemas e inteligencia artificial para comprender y diagnosticar el estado de sistemas estructurales. De esta forma, contribuimos al desarrollo de estructuras más eficientes, seguras y resilientes.
Nuestra investigación se organiza en tres subáreas: ingeniería sísmica, mecánica estructural estocástica, y mecánica de suelos.
El grupo de investigación en Ingeniería Sísmica busca avanzar, educar, y transferir a la práctica profesional el estado del conocimiento relacionado con esta disciplina. La investigación tiene como eje la ingeniería sísmica basada en el desempeño, incorporando el análisis probabilístico de la amenaza y el riesgo sísmico, el análisis dinámico no lineal de estructuras, el diseño sísmico, el monitoreo de la salud estructural, y la estimación de daños y pérdidas económicas ocasionadas por terremotos.
El profesor Cristian Cruz se especializa en dinámica estructural y en la ingeniería sísmica basada en el desempeño. Su trabajo busca mejorar nuestro entendimiento acerca del comportamiento de estructuras frente a terremotos, empleando registros sísmicos a nivel de suelo y de la respuesta de estructuras instrumentadas. Su investigación combina identificación de sistemas, métodos probabilísticos, y análisis no lineal de estructuras para cuantificar y reducir el riesgo sísmico. Los resultados de su grupo de investigación han influenciado normas y guías de diseño tanto a nivel nacional como internacional.
El profesor Gastón Fermandois orienta su investigación hacia la dinámica estructural y la ingeniería sísmica, con énfasis en control y monitoreo estructural. Su trabajo aborda sistemas dinámicos no lineales y vibraciones estocásticas, combinando modelación numérica, control automático, optimización, aprendizaje por refuerzo y ensayos de simulación híbrida en tiempo real para el desarrollo de dispositivos y algoritmos de control pasivo, activo y semiactivo orientados a reducir la respuesta dinámica de estructuras ante solicitaciones sísmicas. En monitoreo estructural, trabaja en identificación de sistemas, problemas inversos, detección de daño y predicción de la respuesta dinámica mediante aprendizaje de máquina. Estas líneas buscan promover la seguridad y continuidad operacional de las estructuras, contribuyendo a una infraestructura civil más resiliente y sostenible.
El profesor Claudio Sepúlveda desarrolla investigación en ingeniería estructural con énfasis en ingeniería sísmica. Su trabajo se centra en la evaluación y simulación de la respuesta no lineal de sistemas estructurales complejos, integrando modelos numéricos, ensayos experimentales y la combinación de ambos mediante técnicas de simulación híbrida. Sus líneas de investigación se aplican principalmente a sistemas de protección sísmica y a estructuras de hormigón armado y acero, con el propósito de contribuir al desarrollo de soluciones que mejoren su desempeño ante solicitaciones dinámicas severas.
El profesor René Tobar investiga temas que emplean análisis experimental, particularmente lo relacionado con el control de daños en estructuras y componentes estructurales sometidos a sismos. Subrayan la relevancia de estos temas los recientes terremotos en países de Latinoamérica, con sus desastrosas consecuencias. Como encargado de la sala de la mesa sísmica del Departamento, se interesa en la modelación a escala reducida de las estructuras de hormigón armado y de albañilería en su comportamiento inelástico, requisito importante para simular la respuesta sísmica. Últimamente ha incursionado también en la actualización de métodos para la docencia, otro tema contingente.
El grupo de Mecánica Estructural Estocástica (MEE) tiene por misión fomentar el desarrollo de métodos y la aplicación de técnicas que permitan cuantificar de manera racional los efectos de la incertidumbre en problemas de ingeniería en general, con énfasis en aplicaciones relacionadas al área civil. La investigación está focalizada principalmente al desarrollo de métodos y técnicas para la cuantificación, estimación, propagación y simulación de incertezas asociadas a la modelación de problemas de mecánica en general y modelación de acciones ambientales (sismos, vientos, oleajes, etc.).
El profesor Héctor Jensen desarrolla su investigación en el área de la mecánica computacional estocástica. En particular, estudia métodos y técnicas para la cuantificación, estimación, propagación y simulación de la incertidumbre en problemas de ingeniería en general, con énfasis en aplicaciones relacionadas con la ingeniería civil y mecánica. Entre los temas específicos de su investigación se incluyen análisis de confiabilidad y sensibilidad, sistemas dinámicos, métodos avanzados de simulación, diseño óptimo, identificación bayesiana, confiabilidad de redes de distribución de gran tamaño, análisis difuso, sub-estructuración dinámica y procesos estocásticos espaciales y temporales.
El profesor Danko Jerez
enfoca su investigación en el desarrollo de metodologías para analizar sistemas
de ingeniería civil considerando de manera explícita la incertidumbre asociada
a los procesos de modelación y monitoreo. Dichas metodologías permiten obtener
información relevante sobre los sistemas de interés, incorporando tanto su
naturaleza inherentemente incierta como la complejidad de su comportamiento. En
este contexto, sus líneas de investigación incluyen el análisis de
confiabilidad, el diseño bajo incertidumbre y la identificación de sistemas de
ingeniería civil, con aplicaciones en redes de distribución de agua potable,
geomecánica, modelos dinámicos con elementos de cálculo fraccional y sistemas
estructurales, como puentes y edificios, sometidos a excitación basal.
El grupo de Mecánica de Suelos y Geotecnia tiene por misión avanzar en la comprensión de la micromecánica y la reología de los geomateriales, desde la escala de la partícula hasta la escala de la obra, y transferir ese conocimiento al diseño geotécnico. La investigación abarca la geotecnia de obras civiles (fundaciones, excavaciones, taludes y presas), la geotecnia minera y ambiental (relaves, residuos mineros y flujos gravitacionales en minería subterránea), la hidrogeología y los suelos no saturados, la respuesta sísmica y la licuación de suelos, la caracterización geofísica del subsuelo, y los suelos propios de Chile, como los salinos del norte y el permafrost antártico.
El profesor Sergio Carrasco desarrolla investigación en micromecánica y reología de geomateriales granulares, sobre cómo sus propiedades intrínsecas y las condiciones in situ rigen la resistencia, la deformación y el flujo del material. Su herramienta principal es el análisis micromecánico mediante el método de elementos discretos, articulado con modelos físicos, ensayos de laboratorio y modelos continuos. Sus líneas actuales se centran en las mezclas granulares con contraste de tamaño y forma, en los flujos gravitacionales en minería subterránea y en la propagación de ondas en medios granulares. Dirige, además, trabajos de título y tesis sobre la estabilidad de taludes, la respuesta dinámica de los suelos y la caracterización geofísica del subsuelo.