Ambient vibration testing, dynamic identification, and model updating of a cultural heritage building. The church of the Royal Monastery of San Jerónimo (Granada, Spain)

Abstract

El análisis y la evaluación de la integridad estructural del patrimonio arquitectónico de las ciudades modernas es actualmente un elemento clave para su correcta conservación. Es bien sabido que una de las principales dificultades que se pueden detectar en un análisis estructural numérico basado en modelos de elementos finitos de este tipo de edificaciones es el alto nivel de incertidumbre asociado a numerosos factores que inciden en el comportamiento de la estructura. Los cambios en las propiedades mecánicas de los materiales estructurales, la interacción suelo-estructura o incluso el proceso de construcción del edificio pueden ser la causa de grandes diferencias entre los resultados obtenidos de un análisis numérico y otros estimados experimentalmente. En este sentido, el uso de técnicas no destructivas como las pruebas de vibración ambiental y el método de análisis modal operacional están muy extendidos como proceso para identificar propiedades dinámicas de estas construcciones históricas. La actualización del modelo de elementos finitos, a partir de los parámetros dinámicos identificados experimentalmente, permite ajustar estos modelos para obtener una estimación más precisa del comportamiento de la estructura. En el presente trabajo, se describe la implementación de todas estas técnicas en la iglesia del Real Monasterio de San Jerónimo (Granada, España), una iglesia de estilo renacentista (1504) declarada Monumento Histórico Artístico en el Catálogo General del Patrimonio Histórico Andaluz por lo que tiene grado de protección como Bien de Interés Cultural. Se utilizan pruebas de vibración ambiental y el método modal operacional para obtener las frecuencias y formas modales del edificio. El proceso de actualización implica la comparación de parámetros experimentales (frecuencias naturales y formas modales) con los valores equivalentes de un modelo numérico. Una vez finalizado este proceso, se obtiene un modelo de elementos finitos con un comportamiento dinámico similar al observado en el modelo experimental.