Técnica de análisis dinámico estructural que calcula la respuesta dependiente del tiempo de una estructura aplicando una historia de carga temporal registrada o sintética e integrando numéricamente paso a paso las ecuaciones del movimiento, teniendo en cuenta masa, rigidez, amortiguamiento y las no linealidades materiales o geométricas modeladas.

Principio

Mediante integración numérica explícita o implícita de Mx¨(t)+Cx˙(t)+Kx(t)=F(t) (o su extensión no lineal), las fuerzas de inercia, amortiguamiento y restitución se equilibran en pasos de tiempo discretos para obtener desplazamientos, velocidades y fuerzas internas transitorias; la precisión depende del paso temporal, el algoritmo de integración y la fidelidad del modelo.

Demostración

Escenario ilustrativo → Un ingeniero somete un modelo por elementos finitos de un pórtico pluripiso a un conjunto de registros de movimiento del suelo escalados a una intensidad apropiada. Reconocimiento: acelerogramas de entrada con duración y contenido frecuencial conocidos. Acción: integración temporal no lineal con amortiguamiento y modelos de elementos seleccionados. Consecuencia: series temporales de derivas por piso y fuerzas internas identifican demandas pico y secuencias de excursiones inelásticas para verificación de diseño.

Aplicación incorrecta

Usar un único registro escalado arbitrariamente para representar el peligro sísmico sin considerar contenido en frecuencia, duración o compatibilidad con el espectro de diseño. El error es tratar la escala como sustituto de una selección de registros representativa: los resultados son muy sensibles a la concordancia entre características del registro y periodos propios de la estructura.

Consecuencia

El análisis temporal produce demandas temporales detalladas (pico, secuencia y duración) que permiten evaluar fenómenos transitorios (daño acumulado, golpeo, recentrado). Consecuencias: pone de manifiesto la sensibilidad del modelo al amortiguamiento, modelos no lineales y selección de registros; distintas decisiones de modelado o registros pueden cambiar sustancialmente las demandas previstas.

Inversión

Para cargas estacionarias o cuasi‑estáticas, o cuando sólo se requieren valores máximos estadísticos, los métodos estáticos o de espectro de respuesta pueden ser suficientes y más eficientes. Para excitaciones estacionarias lineales, los métodos en dominio de la frecuencia pueden ser preferibles. Las suposiciones del ATH fallan también cuando la captura de efectos de alta frecuencia o propagación de ondas exige modelos más detallados.

Límite

Dentro: cálculo de la respuesta dinámica transitoria por integración directa en el tiempo bajo historias temporales prescritas. Caso límite: el análisis por espectro de respuesta ofrece estimaciones de pico sin evolución temporal y es adecuado para sistemas elásticos o levemente no lineales. Fuera: análisis puramente estático o estimaciones modales sin reconstrucción temporal.

Tensión semántica

Fidelidad del modelo frente a coste computacional: mayor detalle no lineal y pasos temporales más pequeños aumentan realismo pero elevan tiempo de cálculo y complejidad interpretativa; hay que equilibrar recursos con necesidad de predicciones transitorias fiables.

Síntesis

El análisis temporal proporciona la representación más directa de la respuesta transitoria bajo movimientos especificados, revelando efectos de secuencia y duración ausentes en métodos espectrales; su utilidad exige selección cuidadosa de registros, modelado realista y reconocimiento de la sensibilidad a las decisiones de cálculo.