Una aproximación estadística para predecir la temperatura interna de estructuras de concreto de baja complejidad a partir de imágenes térmicas y datos meteorológicos

Resumen

Las variaciones térmicas en la respuesta térmica de estructuras de concreto pueden generar deformaciones y esfuerzos que comprometen las propiedades mecánicas del material o la integridad estructural. Este fenómeno es particularmente crítico en puentes de concreto hiperestáticos, en los cuales la exposición constante a la radiación solar, temperatura ambiente, nubosidad, viento libre, entre otros, genera variaciones de la temperatura interna a lo largo del día. Para medir la temperatura interna, se requiere el uso de termopares embebidos en el concreto antes de que este se endurezca. En caso contrario, dicha temperatura será difícil de medir.  Teniendo en cuenta lo anterior, en este estudio se evaluó una aproximación, basada en métodos estadísticos, que busca predecir la temperatura interna de un prisma rectangular de concreto a partir de fotos térmicas y datos meteorológicos. La temperatura interna fue obtenida mediante tres termocuplas tipo T embebidas en puntos de interés del prisma (cara lateral, cara superior y cara frontal).  Los datos fueron registraron durante un periodo de 10 días desde las 6:15 am hasta las 4:15 pm, cada 30 minutos, obteniendo 210 datos por día de cada tipo de variables. Los datos meteorológicos incluyen la temperatura ambiente, la radiación solar, la precipitación y la velocidad del viento. Posteriormente, se emplearon análisis de componentes principales y modelos de regresión lineal en el software de código abierto R con el fin de predecir la temperatura interna. Los resultados mostraron que se puede predecir la temperatura interna del prisma mediante modelos de regresión lineal, alcanzando coeficientes de determinación mayores a 0.9. La temperatura superficial fue la variable predictora con mayor potencial para predecir la respuesta interna.