Análisis forense de un colapso estructural con simulación CFD
El colapso de una grúa torre sobre un edificio activa una investigación técnica compleja donde la ingeniería inversa y la simulación digital son claves. Para determinar la causa raíz, se desarrolla un pipeline forense en 3D que replica con precisión el estado de la grúa en el momento del incidente. Este proceso integra modelado CAD, análisis de fluidos computacional (CFD) y estudios de elementos finitos (FEA) para evaluar de forma independiente las hipótesis de fallo operacional, estructural o ambiental.
Reconstrucción digital y condiciones de contorno
El primer paso es la creación de un modelo CAD paramétrico y exacto de la grúa en SolidWorks o AutoCAD, utilizando planos originales y fotogrametría de los restos. Este modelo digital se convierte en la geometría de referencia para todas las simulaciones. Paralelamente, se recopilan y digitalizan los datos del evento: registros meteorológicos de la estación más cercana para definir el perfil de viento, informes de carga del día y testimonios que describen la secuencia del colapso. Estos datos establecen las condiciones de contorno realistas que alimentarán los análisis computacionales.
Simulación de cargas y determinación de la causa
El pipeline bifurca su análisis en dos líneas simuladas en paralelo. Por un lado, en Ansys Fluent, se simula el flujo de viento alrededor del modelo de la grúa, calculando las fuerzas aerodinámicas y los momentos de vuelco generados por las ráfagas registradas. Por otro, en Abaqus, se somete la estructura a un análisis estructural no lineal, aplicando no solo la carga de trabajo del momento del accidente, sino también las fuerzas del viento obtenidas de la simulación CFD. La comparación de los esfuerzos simulados con los límites de diseño del fabricante y la observación del modo de fallo en la simulación frente a los restos reales permite aislar la causa probable, ya sea una sobrecarga, un viento extremo o un defecto de material o fatiga.
A veces, la respuesta no está en el manual del operario, sino en un archivo de resultados de Abaqus que pesa más que el remordimiento.
