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Grupo de Investigación en Ingenierías Sísmica, Eólica, Geotécnica y Estructural (G-7)

Categoría B en Colciencias

Inicio : Sobre_G7 : Estructuras Inteligentes
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G-7
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Estructuras Inteligentes
 

La humanidad siempre ha tenido en la naturaleza una primera fuente de inspiración para sus obras, modelos de comportamiento estructural y realización de la infraestructura material. Existe un obvio paralelo entre la ingeniería y la naturaleza basado en el consumo mínimo de energía, en la optimización de las formas y los comportamientos con el propósito de lograr el mayor rendimiento con el menor esfuerzo natural y social. Para sobrevivir, plantas y animales se han adaptado a vivir y reproducirse usando la mínima cantidad de recursos, lo cual implica eficiencia tanto en el metabolismo como en la asignación óptima de energía e información a las distintas funciones, pues se trata de la eterna relación creativa entre entropía e información a la que debemos el mundo y la vida. Una situación similar ocurre con la ingeniería donde el costo es normalmente un parámetro significativo, casi podría decirse que uno de los criterios determinantes en la relación entropía-información pasa por los costos entendidos en sentido amplio del rendimiento de las estructuras y procesos y no en el sentido restringido de la economía, pues el costo viene a ser indicador de consumo energético. Por lo tanto, las ideas de la naturaleza, adecuadamente interpretadas e implementadas, además de ser fuente de inspiración para el diseño, son modelos que permiten  optimizar la eficiencia de la ingeniería prácticamente en todos los niveles. 

La selección natural condujo a la inteligencia -entendida en sentido amplio- como uno de los recursos más eficaces para la supervivencia, por tratarse de un procedimiento anticipatorio y prefigurador de las posibilidades ante las que eventualmente puede encontrarse un organismo. La inteligencia como función, permite afinar las relaciones con el entorno seleccionador, prever las posibilidades y decidir en sentido biológico general o animal específico. Si inteligencia es  representación del entorno, sus posibilidades y, además, anticipación, una Estructura Inteligente tendría, al menos, la capacidad de representar el entorno y decidir qué hacer ante sus determinaciones y cómo reaccionar. En consecuencia, una Estructura Inteligente sería una estructura más compleja que las convencionales. En la estructura convencional la característica más frecuente e importante es la heterogeneidad de los materiales orientados a coadyuvar a las capacidades portantes. Es el caso del hormigón armado clásico simple o tensado, donde la roca artificial y el acero combinan sus propiedades con un propósito común; de igual modo es el caso de las estructuras de madera-metal donde ambos materiales aportan lo mejor de cada uno en la perspectiva de un trabajo mancomunado y armónico. La complejidad de la Estructura Inteligente se refiere a la incorporación de nuevos componentes para nuevas propiedades o capacidades que trascienden la capacidad portante y se orientan a simular biofunciones autorreguladoras. 

El Grupo de Investigación en Ingeniería Sísmica, Ingeniería Eólica y Estructuras Inteligentes (G-7) tiene como uno de sus propósitos primordiales la realización de un Programa de Investigación de Estructuras Inteligentes -en sentido lakatiano-. Para Lakatos1 los logros científicos son el resultado de programas de investigación con un núcleo firme de hipótesis, convencionalmente aceptado -irrefutable por decisión provisional-, y un cinturón protector conformado por una heurística positiva que define los problemas. En este sentido, el Programa  de Investigación esboza la construcción de un cinturón de hipótesis auxiliares, prevé anomalías y las transforma en ejemplos exitosos según un plan preconcebido. 

El principio básico de un Programa de Investigación de Estructuras Inteligentes, consiste en considerar como hipótesis básica que si la naturaleza se ha basado en la optimización de sus formas y comportamientos con el propósito de lograr el mejor desempeño con el menor gasto de energía, del mismo modo el diseño óptimo de los materiales y estructuras artificiales se logra simulando bioformas y comportamientos “inteligentes”. Esta hipótesis es suficientemente fuerte y aceptada como para conformar el núcleo del Programa. Otra hipótesis, de carácter metodológico, que orienta el logro del objetivo principal del Programa, considera que la investigación en Estructuras Inteligentes, al involucrar la interacción entre múltiples campos de la ciencia y la técnica, requiere una integración disciplinar  coherente alrededor de problemas específicos. Por ello se ha propuesto la conformación de un Grupo de Investigación multidisciplinario integrado por Ingenieros Civiles, Mecánicos, Aeroespaciales, Electrónicos, de Sistemas y de Materiales, con asesores en ciencias básicas, principalmente en fisiología animal y vegetal y neurociencias. El Grupo de Investigación deberá formular las hipótesis que conforman el cinturón protector del Programa de Investigación y, desde allí, plantear Líneas de Investigación y proyectos específicos.


1 La metodología de los programas de investigación científica, Lakatos, I., Madrid: Alianza Editorial, 1983.

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