Uso de técnicas de inteligencia artificial en ingeniería civil

Resumen

Los avances en el campo de la Inteligencia Artificial han tenido una fuerte influencia en las diferentes áreas de la Ingeniería Civil, Los nuevos métodos y algoritmos que han y están apareciendo permiten a los ingenieros usar estas nuevas técnicas de maneras diferentes y sobre problemas de diversa naturaleza. Algunas de estas áreas de aplicación, como la hidrología y la construcción, se han estudiado en esta tesis, aunque la metodología propuesta es aplicable a cualquier ámbito de la ingeniería. El objetivo principal de esta tesis doctoral es el diseño, la implementación y la demostración de la aplicabilidad de la inteligencia artificial (redes de neuronas artificiales y computación evolutiva) a la ingeniería civil. Para ello se desarrolla una herramienta informática que permite al ingeniero la aplicación de estas técnicas en diversos campos de una forma cómoda y práctica, sin necesidad de un conocimiento profundo de estas técnicas. Se aplica el sistema desarrollado en problemas de diferente naturaleza relacionados con 2 áreas diferentes de la ingeniería civil: Hidrología: El desarrollar un modelo de transformación lluvia-escorrentía en una cuenca hidrográfica permite pronosticar el riesgo asociado a las condiciones de lluvia para la cuenca. El objetivo de los ingenieros, en este caso, es construir un sistema autónomo y que se adapte continuamente a las características del terreno, capaz de realizar predicciones en tiempo real de los diferentes cambios de nivel del agua de la cuenca producidos por la lluvia. En este caso, se aplican las Redes de Neuronas Artificiales (RNA) y la Computación Evolutiva (CE), mostrándose cómo estas dos técnicas pueden trabajar conjuntamente para resolver el problema de la predicción del caudal de una cuenca urbana. Los resultados obtenidos se comparan con las técnicas clásicas de la hidrología, como por ejemplo los hidrogramas unitarios, y se analizan las ventajas e inconvenientes asociados. Construcción: Dentro del área de la construcción, uno de los problemas que se le plantean al ingeniero civil es la determinación de la longitud de anclaje de las armaduras pasivas en el hormigón. Basado en la capacidad adherente entre ambos materiales, el planteamiento de la longitud de anclaje se suele abordar de forma empírica, habiéndose desarrollado expresiones que están recogidas por distintas normativas. En este caso se presentan dos soluciones obtenidas, respectivamente, mediante RNA y por métodos evolutivos, en concreto mediante la técnica de Programación Genética (PG), al problema del cálculo o determinación de las longitudes de anclaje de armaduras pasivas de acero en vigas de hormigón armado.