Análisis modal operacional para la evaluación de propiedades dinámicas de vibración de la torre exenta del monumento histórico religioso Santa Ana ubicado en la ciudad de Cusco

Abstract

El Análisis Modal Operacional (OMA, por su sigla en inglés) es una técnica fundamental para evaluar las propiedades dinámicas de vibración (modos de vibración, coeficientes de amortiguamiento y frecuencias naturales) identificadas mediante ensayos no destructivos. En este caso de la Torre Exenta, a partir del OMA se determinó un modelo numérico calibrado que sirvió como base para que se continúen los estudios en el campo de análisis y diagnóstico estructural para futuras intervenciones. La investigación utilizó una metodología a nivel explicativo cuantitativa. La muestra es de planta cuadrangular irregular, con 17.93m de altura, mampostería de piedra y adobe con cubierta de tejas cerámicas. Se obtuvo la identificación modal a partir de ensayos experimentales procesados en el programa ARTeMIS Modal Pro, de igual forma, se ejecutó un modelo numérico de elementos finitos (EF) en el programa SAP 2000. Se hizo una evaluación de los resultados del ensayo experimental y del modelo numérico, obteniéndose el coeficiente de semejanza modal MAC, a partir de ello se desarrolló el proceso de calibración. Se determinaron: 1) parámetros modales de la estructura, específicamente en el primer y segundo modo de vibración, con frecuencias de 4.092 Hz en la dirección “Y” y 4.182 Hz en la dirección “X”; 2) amortiguamientos de 3.201% y 4.097%; y, 3) coeficientes de semejanza modal MAC de 0.88 y 0.98, respectivamente. Se concluyó que el modelo numérico calibrado, a partir de la identificación modal obtenida en la campaña experimental, representa aceptablemente la respuesta de la Torre Exenta.