Proceso de ASC - OPTIMIZACION ESTRUCTURAL DE CIMENTACIONES BIOINSPIRADAS
Fecha
2023
Autores
Carvajal Mosquera, Valentina
Guarín-Zapata,Nicolás
Ruiz,Daniel
Moreno Bermúdez,Estefanía
Sepulveda Garcia,Kevin Santiago
Título de la revista
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Editor
Universidad EAFIT
Resumen
In modern engineering, the difficulties presented by climate change and the growing global population have increased the demand for adaptable, sustainable, robust, and multifunctional infrastructure. This is especially important in geotechnical engineering. In this field, designing underground structures that can support structural loads is the fundamental goal. Structural optimization of foundations is a critical component in realizing sustainable constructions. An innovative approach incorporates Nature-inspired designs, translating biological principles into the geotechnical context to offer novel solutions. To design bio-inspired solutions, we evaluate their potential improvements by considering the differences between the demands and mechanical conditions of biological and engineering materials and systems. For this purpose, we developed a BESO algorithm that optimizes a root-inspired foundation. This marks the beginning of a deeper exploration into bio-inspired solutions for geotechnical problems, which underscores the necessity for a framework facilitating the implementation of Finite Element algorithms for structural optimization simulations of foundations. Such a framework enables the extraction and adaptation of a broader variety of materials, mechanisms, and designs from Nature. Finally, the combination of structural optimization and bio-inspired design can lead to a new paradigm in the design and construction of geostructures.
En la ingeniería moderna, las dificultades presentadas por el cambio climático y la creciente población mundial han aumentado la demanda de infraestructura adaptable, sostenible, robusta y multifuncional. Esto es especialmente importante en ingeniería geotécnica. En este campo, el objetivo fundamental es diseñar estructuras subterráneas que puedan soportar cargas estructurales. La optimización estructural de las cimentaciones es un componente crítico para realizar construcciones sostenibles. Un enfoque innovador incorpora diseños inspirados en la naturaleza, traduciendo los principios biológicos al contexto geotécnico para ofrecer soluciones novedosas. Para diseñar soluciones bioinspiradas, evaluamos sus mejoras potenciales considerando las diferencias entre las demandas y condiciones mecánicas de los materiales y sistemas biológicos y de ingeniería. Para ello, desarrollamos un algoritmo BESO que optimiza una base inspirada en raíces. Esto marca el comienzo de una exploración más profunda de soluciones bioinspiradas para problemas geotécnicos, lo que subraya la necesidad de un marco que facilite la implementación de algoritmos de elementos finitos para simulaciones de optimización estructural de cimientos. Un marco de este tipo permite la extracción y adaptación de una variedad más amplia de materiales, mecanismos y diseños de la naturaleza. Finalmente, la combinación de optimización estructural y diseño bioinspirado puede conducir a un nuevo paradigma en el diseño y construcción de geoestructuras.
En la ingeniería moderna, las dificultades presentadas por el cambio climático y la creciente población mundial han aumentado la demanda de infraestructura adaptable, sostenible, robusta y multifuncional. Esto es especialmente importante en ingeniería geotécnica. En este campo, el objetivo fundamental es diseñar estructuras subterráneas que puedan soportar cargas estructurales. La optimización estructural de las cimentaciones es un componente crítico para realizar construcciones sostenibles. Un enfoque innovador incorpora diseños inspirados en la naturaleza, traduciendo los principios biológicos al contexto geotécnico para ofrecer soluciones novedosas. Para diseñar soluciones bioinspiradas, evaluamos sus mejoras potenciales considerando las diferencias entre las demandas y condiciones mecánicas de los materiales y sistemas biológicos y de ingeniería. Para ello, desarrollamos un algoritmo BESO que optimiza una base inspirada en raíces. Esto marca el comienzo de una exploración más profunda de soluciones bioinspiradas para problemas geotécnicos, lo que subraya la necesidad de un marco que facilite la implementación de algoritmos de elementos finitos para simulaciones de optimización estructural de cimientos. Un marco de este tipo permite la extracción y adaptación de una variedad más amplia de materiales, mecanismos y diseños de la naturaleza. Finalmente, la combinación de optimización estructural y diseño bioinspirado puede conducir a un nuevo paradigma en el diseño y construcción de geoestructuras.