Estimación estadística de la velocidad regional del viento en Aguascalientes para su empleo en el análisis por viento de estructuras

Abstract

Resumen La velocidad regional del viento es un factor crucial en el diseño de estructuras como puentes y edificios, ya que permiten conocer las fuerzas provocadas por viento para garantizar la estabilidad y seguridad ante condiciones extremas de viento. Las normas y manuales de diseño mencionan la velocidad regional básica de diseño, sin embargo, existen estructuras que han colapsado ante fuertes vientos, menores incluso que los obtenidos con dicha velocidad regional básica. El colapso por viento de diferentes tipos de estructuras pone en riesgo a habitantes de su entorno. Las normas y manuales de diseño carecen de fuentes de información meteorológica actualizada para poder aplicarlas en el análisis de estructuras, lo que puede causar una sobre-estimación, o sub-estimación de las fuerzas actuando en la estructura. En esta investigación se recopilaron, para la Ciudad de Aguascalientes, los registros de viento por magnitud y dirección en un periodo de tiempo de 37 años, de 1981 a 2021. Se analizaron principalmente la magnitud de los vientos y se enfocó en el análisis estadístico de los valores extremos de sus magnitudes, clasificándolos por año y mes. La base de datos se analiza mediante distribuciones de probabilidad de valores extremos. Las funciones de extremos de probabilidad, adecuadas para estos registros de viento, proporcionan información actualizada y cómo se pueden comportar las velocidades del viento en el futuro.

Abstract The regional wind speed is a crucial factor in the design of structures such as bridges and buildings, as it allows for an understanding of the forces induced by wind to ensure stability and safety under extreme wind conditions. Design standards and manuals mention the basic regional design wind speed; however, there have been instances where structures collapsed under strong winds, even lower than those determined by the basic regional speed. The wind-induced collapse of various types of structures jeopardizes the safety of residents in their vicinity. Design standards and manuals lack updated meteorological information to apply in the structural analysis, leading to potential overestimation or underestimation of the forces acting on the structure. In this research, wind records for magnitude and direction were collected for the City of Aguascalientes over a period of 37 years, from 1981 to 2021. The focus was primarily on the magnitude of the winds, with a specific emphasis on the statistical analysis of extreme values, categorized by year and month. The database is analyzed using probability distributions of extreme values. Probability extreme functions, suitable for these wind records, offer updated information on how wind speeds can behave in the future. This approach aims to address the limitations of current design standards and manuals by incorporating more accurate and localized meteorological data for improved structural analysis and safety considerations.