Automatización de cálculos geotécnicos mediante Python

Una parte importante del trabajo de proyecto de todo tipo de infraestructuras (ferrocarriles, carreteras, presas, túneles) consiste en la modelización y cálculo de la interacción entre el terreno natural y la estructura. Actualmente, debido al gran desarrollo de las herramientas de modelización numérica, este tipo de análisis se efectúa en la mayor parte de los proyectos por medio de complejos programas de elementos finitos. Conforme estos programas han ido aumentando sus posibilidades, cada vez se ha hecho más laboriosa la entrada de datos y el análisis de los resultados del cálculo, hasta el punto de que resulta muy recomendable, e incluso imprescindible en los problemas más complejos, abordar el cálculo por medio de un código específico que automatice estas tareas. 

Por este motivo, en el año 2022, se planteó por parte del departamento de Geotecnia la necesidad de contar con las capacidades suficientes para automatizar y programar la realización de cálculos con el programa PLAXIS, que utiliza el lenguaje Python. Esta labor se ha efectuado a través de un proyecto de I+D+i, que se ha terminado recientemente. 

Como resultado del proyecto de I+D+i, el departamento de Geotecnia cuenta actualmente con una completa guía de programación de PLAXIS mediante Python. La guía explica, de una forma sencilla y práctica, los fundamentos necesarios del lenguaje de programación Python aplicados a la computación científico-técnica. También aborda con detalle los procedimientos de automatización de PLAXIS, con una descripción de los comandos más comunes de entrada de datos y de salida de resultados. También se describe el uso de las librerías numpy y matplotlib de Python para el tratamiento de los resultados y el dibujo de gráficos. 

En la documentación del proyecto se han incluido, además diversas utilidades de programación, librerías de uso común, resumen de comandos en una página, procedimientos de trabajo para cálculos múltiples (sensibilidad o estadísticos), así como numerosos ejemplos de scripts de casos reales analizados por el departamento: túneles con TBM, túneles en C&C, cálculo de presas, cálculos hidrogeológicos, etc. Los ejemplos se han agrupado en un repositorio que se está utilizando como base para el desarrollo de nuevos cálculos, que a su vez se incorporan al repositorio una vez terminados y chequeados. 

Este aumento en nuestras capacidades de modelización y cálculo numérico resulta fundamental para que TYPSA se mantenga en la vanguardia de la ingeniería geotécnica. 

Eduardo Salvador
Departamento de Geotecnia

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