Mecánica de fractura estructural

La mecánica de fractura estructural es la rama de la ingeniería estructural que estudia las estructuras portantes que incluyen uno o varios componentes dañados o averiados. Utiliza métodos de mecánica de sólidos analítica , ingeniería estructural, ingeniería de seguridad , teoría de la probabilidad y teoría de catástrofes para calcular la carga y la tensión en los componentes estructurales y analizar la seguridad de una estructura dañada.

Existe una analogía directa entre la mecánica de fractura de sólidos y la mecánica de fractura estructural:

Existen diferentes causas de la falla del primer componente:

1. sobrecarga mecánica , fatiga (del material) , escenario imprevisto, etc.
2. “Intervención humana”, como un comportamiento poco profesional o un ataque terrorista.

Existen dos escenarios típicos:

1. Un fallo localizado NO provoca el colapso inmediato de toda la estructura.
2. La estructura completa falla inmediatamente después de que falla uno de sus componentes.

Si la estructura no colapsa de inmediato, existe un tiempo limitado antes de que se produzca el fallo estructural catastrófico de toda la estructura. Un número crítico de elementos estructurales determina si el sistema tiene capacidad de reserva o no.

Los ingenieros de seguridad utilizan la falla del primer componente como indicador e intentan intervenir durante el período de tiempo especificado para evitar la catástrofe de toda la estructura. Por ejemplo, la metodología «Fuga antes de la rotura» ^{[ 1 ]} implica que una fuga se detectará antes de que se produzca una falla catastrófica de todo el sistema de tuberías durante su funcionamiento. Se ha aplicado a recipientes a presión, tuberías nucleares, gasoductos y oleoductos, etc.

Los métodos de la mecánica de fractura estructural se utilizan como cálculos de verificación para estimar la sensibilidad de una estructura a la falla de sus componentes.

El fallo de un sistema complejo con redundancia paralela puede estimarse en función de las propiedades probabilísticas de los elementos del sistema.

• Fallo catastrófico : Fallo repentino y total del que es imposible recuperarse. 
• Teoría de catástrofes – Área de las matemáticas 
• Mecánica de fractura : estudio de la propagación de grietas en materiales. 
• Seguridad nuclear : Normativa para el uso de materiales radiactivos 
• Colapso progresivo – Tipo de colapso de edificios 
• Ingeniería de seguridad – Disciplina de ingeniería 
• Integridad estructural y falla : capacidad de una estructura para soportar una carga estructural diseñada sin romperse.