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El proyecto Heritage Twin propone la integración de sistemas de monitoreo de salud estructural y algoritmos de Inteligencia Artificial y Machine Learning en un entorno virtual como una herramienta para la detección de daño de construcciones históricas. Dicha implementación tendrá un impacto directo en la conservación y preservación de construcciones de carácter patrimonial ya que constituye una herramienta de gestión basada en estrategias de mantenimiento predictivo en tiempo real. En este estudio, se usarán modelos geométricos(entorno virtual), numéricos y físicos de un espécimen a escala reducida para la recolección y almacenamiento de datos, la transferencia de información, y la implementación de algoritmos de Inteligencia Artificial para la detección de daño. Los modelos geométricos, basado en la metodología BIM, servirán como entorno virtual para el almacenamiento de información empleando el principio de Internet de las Cosas. Los modelos numéricos serán calibrados y sometidos a análisis numéricos no lineales basados en el método de elementos finitos y los modelos físicos serán sometidos a diversas cargas externas controladas, garantizando diferentes escenarios de daño. La información híbrida (experimental y numérica) servirá para el entrenamiento y validación los algoritmos de Inteligencia Artificial para la detección temprana de daño, para luego ser incorporados en el modelo virtual. Una vez validado el sistema integrado de algoritmos de transferencia y de algoritmos de detección de daño en el especimen de laboratorio, se procederá a su escalamiento en la Basílica Catedral de Lima con la finalidad de generar un gemelo digital que permita gestionar trabajos de conservación, mantenimiento predictivo y toma de decisiones asertivas mediante el monitoreo continuo de su salud estructural.
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En esta investigación se analizará la factibilidad del uso de elementos con daño distribuido para reproducir ensayos experimentales realizados en pilas y muretes de adobe. Se usará el programa Abaqus bajo el enfoque de los elementos finitos y dentro de una plataforma implícita y explícita. También, se usará el programa DIANA. Las pilas se modelarán como un solo material equivalente que asuma las propiedades de adobe y mortero, y luego un modelo identificando la diversidad de los materiales. Se verificará que el patrón de daños numérico sea similar al de los experimentos. Se espera verificar las ventajas y desventajas de una u otra modelación y se brindará una metodología de análisis para posteriores investigaciones.
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En este proyecto se plantea realizar un monitoreo dinámico en una de las edificaciones patrimoniales más emblemáticas del país, La Basílica Catedral de Lima que está catalogada como Patrimonio Cultural de la Humanidad. El proyecto incluye la implementación de un sistema de acelerómetros triaxiales ubicados estratégicamente en la estructura que registren datos de manera continua y los envíen periódicamente a un servidor para su procesamiento en tiempo real. Este sistema permitiría observar las variaciones en las propiedades dinámicas de la estructura en tiempo real, y en base a umbrales de activación determinar si la estructura ha sufrido algún daño considerable. La importancia del proyecto radica en la complejidad y valor cultural del caso de estudio así como sentar las bases para futuros proyectos de conservación en estructuras históricas emblemáticas. Este proyecto constituye un primer paso para la implementación de un gemelo digital que muestre en tiempo real la respuesta dinámica de la estructura.
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El proyecto trata sobre el estudio integral del estado actual y del comportamiento sísmico de dos zonas de la Huaca de la Luna. Este monumento es uno de los más importantes del país pero está expuesto a peligros naturales (sismos, fenómenos del Niño) y deterioro producido por el hombre (huaqueo y actividad turística). Este proyecto interdisciplinario integra tecnologías avanzadas en ensayos de identificación modal, modelamiento y simulación numérica, fotogrametría y detección automatizada de características visuales para estudiar la seguridad estructural de la Huaca. Se pretende realizar una extensa campaña de estudios experimentales en laboratorio e in-situ complementada con análisis numéricos usando el método de elementos finitos. Se realizarán ensayos de laboratorio con material similar al de la Huaca para caracterizar su comportamiento mecánico. Se utilizarán dos técnicas de ensayos in-situ no destructivos que consisten en la reconstrucción de modelos a partir de fotografías y los ensayos de Análisis Modal Operacional. En los primeros se generarán modelos tridimensionales sólidos que replicarán las condiciones reales de la Huaca y que servirán como dato de entrada para el análisis estructural y para la verificación de sus resultados. En los segundos, se realizarán ensayos modales con excitación ambiental para conocer el comportamiento dinámico de las estructuras estudiadas, determinar sus condiciones de frontera, y calibrar los modelos numéricos. Este es un proyecto piloto que permitirá realizar intervenciones apropiadas tanto para prevenir como para mitigar riesgos por sismos y actividad humana. La metodología y herramientas resultantes de este proyecto pueden ser replicados fácilmente a otras estructuras monumentales de tierra.
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Este proyecto se enfoca en la estimación de la vulnerabilidad sísmica de iglesias declaradas como Patrimonio de la Nación en el Centro Histórico de Lima. Esto constituye una primera etapa en la implementación de la herramienta digital SMART PRESERVING, la cual permitirá la evaluación sistemáticamente de vulnerabilidad de este tipo de iglesias. Esta primera etapa incluye el levantamiento de información in-situ mediante inspección visual y fotogrametría aérea, la definición de las tipologías estructurales de las iglesias y la cuantificación rápida de la vulnerabilidad. Para la validación de esta herramienta, el proyecto considera iglesias declaradas como Patrimonio de la Nación ubicadas en el Centro Histórico de Lima. La selección de esta región recae en su importancia histórica y en el interés de las autoridades y de los administradores de los inmuebles en la conservación del patrimonio. Asimismo, este proyecto constituye el primer intento para la creación de una herramienta de vulnerabilidad sísmica que se puede extender a las diferentes regiones de América Latina.
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