Sobre la simulación numérica de materiales cuasi-frágiles en problemas de ingeniería: On the numerical simulation of quasi-brittle materials in engineering problems

Una gran cantidad de materiales en la naturaleza muestran un comportamiento frágil (o cuasi-frágil) en donde, después de alcanzar una carga máxima, exhiben una considerable (o total) reducción de su resistencia (reblandecimiento). El proceso de pérdida de resistencia resulta, generalmente, en la acumulación de deformaciones en zonas limitadas del material en la forma de fracturas, superficies de deslizamiento, bandas de corte, etc.; fenómeno conocido como localización de la deformación. Sin embargo, la simulación numérica de este fenómeno, bajo el marco teórico de la mecánica del medio continuo, no es trivial y formulaciones convencionales pueden derivar en resultados carentes de objetividad. En este trabajo se describe el origen de los problemas asociados con la simulación del fenómeno de localización. Se mencionan algunas técnicas para remediar las patologías numéricas asociadas, así como las sus limitaciones en el contexto de la simulación de problemas de ingeniería. Se presenta también la simulación de un caso de estudio, correspondiente al análisis de estabilidad de un edificio sobre una formación calcárea. Los resultados demuestran los problemas asociados con la modelación numérica de materiales que exhiben reblandecimiento ante carga mecánica.