Earthquake Engineering and Structural Dynamics

Description

The doctoral degree in Earthquake Engineering and Structural Dynamics began to take shape in 1984, when a postgraduate programme was created with the same name. For the first time, this programme introduced at the UPC advanced studies relating to earthquakes, their impact on structures and how to reduce their effects. In 1986, under the new Doctoral Degree Law, the programme was approved by the UPC Doctoral Studies Committee. Subsequently, the programme has adapted to regulations relating to doctoral degrees, specifically Royal Decree 778/1998 and Royal Decrees 55 and 56/2005, 189/2007 and 1393/2007. Over these years, the programme has been a catalyst that has driven research and technology transfer activity in the areas of earthquake engineering and structural dynamics and has provided high-level training for numerous students, many of whom are Latin American. Some former students occupy relevant positions in the teaching, technology, research and government infrastructure in various countries.

Rationale for the programme

Most of the losses caused by earthquakes over history, in terms of lives and economic damage, have been caused by poor seismic behaviour of structures. Such behaviour could lead to partial or total collapse of structures, as well as collateral hazards, such as fires and explosions, which often increase the losses. Regulations on earthquake-resistance are improving constantly, enriched with the information obtained from new research and experiences. However, catastrophic losses continue to occur in many countries worldwide, even in those in which earthquake engineering studies are a priority. Clearly, new achievements in structure design can only be applied to new constructions, which are a very small fraction of the total number of existing structures. As the occurrence of seismic phenomena is still outside the control of science, the immediate conclusion is that methods need to be applied that reduce expected damage to existing structures to a minimum. This need has led to studies of the seismic vulnerability of structures, which should be a priority today, with a view to any plan to mitigate future disasters caused by earthquakes. Therefore, the design of new structures and the study of the relationship between vulnerability and damage in existing structures could help to reduce the economic and social costs and the loss of human lives that are caused by all earthquake catastrophes. Particular attention should be focused on the effects of dynamic loads. Consequently, knowledge of the seismic hazard and the study of the behaviour of structures subject to seismic action are vital. The doctoral programme covers an area of knowledge and a field of application in which there are few initiatives and activities in Spain and Latin America. Therefore, the contents and research areas that are offered by the programme are particularly necessary. This can be seen in the constant flow of students, particularly from Latin America, who apply to the programme.

Alignment with strategic objectives of research, development and innovation in Europe, Spain and Catalonia

The doctoral programme is classified within the Spanish National Evaluation and Prospection Agency’s (ANEP) areas of earth sciences, civil engineering and architecture, and technology transfer. In the Seventh Framework Programme, in Environment and Transport.
In the Government of Catalonia’s Research and Innovation Plan 2010-2013, in mitigation and adaptation to climate change, buildings, cities and territories to live, generate value and coexist. And within the Spanish National Plan for Scientific and Technical Research, Development and Innovation, in strategic action on energy and climate change.

The programme focuses on the assessment and management of seismic risk in built environments; knowledge and technology transfer to bodies that manage civil protection at local, regional and national scale; and the development of seismic design techniques that lead to a reduction in risk.

External references

The doctoral programme in Earthquake Engineering is a unique initiative in Spain. A large number of academics and researchers from Spanish-speaking countries have trained in this programme. The president and vice-president of the Spanish Association of Earthquake Engineering (AEIS, http://www.aeissismica.es/index.html) are lecturers on the course and many other lecturers are members of this Association. In turn, the AEIS is part of the International Association for Earthquake Engineering (IAEE; http://www.iaee.or.jp/index.html) through the European Association for Earthquake Engineering (EAEE; http://www.eaee.boun.edu.tr/eaee.htm). The IAEE brings together the most prestigious institutions and organisations in the world in the area of earthquake engineering. Every four years, the World Conference of Earthquake Engineering is held, at which lecturers and students from the programme present the most relevant results of their research. The levels of control and the impact of papers and presentations at these conferences are comparable to those of the highest level indexed journals.

General objectives:

The general objectives of the programme are to provide high-level third-cycle specialised training in up-to-date contents, technological development and research in the fields of seismology, earthquake engineering and structural dynamics. The programme is designed to produce quality doctoral theses in the areas covered by the collaborating research groups. These include topics relating to the generation of earthquakes and the propagation and attenuation of earthquake waves, as well as the effects they have on structures and how to mitigate them.

Specific objectives:

The development and evolution of the doctoral programme towards the priorities of national, European and international research plans to serve society have led to specialisation in the prediction, assessment and management of earthquake risk, in areas characterised by their high vulnerability (areas that do not necessarily have significant seismic hazard but where the construction types are extremely vulnerable), and areas where the risk is due to the high hazard.El Programa de Doctorado en Ingeniería Sísmica y Dinámica Estructural empezó a gestarse en el año 1984, a partir de la creación del Programa de Postgrado del mismo nombre que, por primera vez, introducía en la UPC estudios avanzados relativos a los terremotos, a los efectos de estos sobre las estructuras y a la forma de paliarlos. En el año 1986, al amparo de la nueva Ley de doctorado, el programa fue aprobado por la Comisión de Doctorado de la UPC. Posteriormente, se ha ido adaptando a las diferentes normativas referentes a doctorados, en concreto al Real decreto 778/1998 y los reales decretos 55 y 56/2005, 189/2007 y 1393/2007. A lo largo de todos estos años, el programa ha sido catalizador y dinamizador de la actividad de investigación y transferencia de tecnología en las áreas de ingeniería sísmica y dinámica estructural, y ha conseguido una formación de alto nivel para un gran número de estudiantes, muchos de ellos latinoamericanos. En la actualidad, varios de los antiguos alumnos ocupan lugares de relevancia en la infraestructura docente, tecnológica, investigadora y gubernamental en distintos países.

Justificación de la necesidad del programa

La mayoría de las pérdidas ocasionadas por los terremotos a lo largo de la historia, tanto de vidas como económicas, han sido causadas por un comportamiento sísmico deficiente de las estructuras. Dicho comportamiento puede dar lugar a colapsos parciales e incluso totales de las estructuras, así como a la aparición de peligros colaterales, tales como incendios o explosiones, que en muchas ocasiones incrementan las pérdidas. Sin embargo, a pesar de que las normativas existentes de construcción antisísmica mejoran día a día, enriquecidas con la información obtenida a partir de nuevas investigaciones y experiencias, todavía continúan ocurriendo catastróficas pérdidas en muchos países del mundo, incluso en aquellos en los que los estudios en el campo de la ingeniería sísmica constituye una de las actividades prioritarias. Es evidente que los nuevos logros que se alcanzan en el campo del diseño de estructuras pueden aplicarse únicamente a las nuevas construcciones, cuyo número es un ínfimo porcentaje del número total de estructuras existentes. Considerando además, que la ocurrencia de los fenómenos sísmicos está aún fuera del control de la ciencia, la conclusión inmediata es la necesidad de aplicar métodos que minoren en lo posible el daño esperado en las estructuras existentes. De esta necesidad nacen los estudios de vulnerabilidad sísmica de estructuras, los cuales merecen una atención prioritaria hoy en día, con miras a cualquier plan de mitigación de futuros desastres por sismos. Así pues, el diseño de las nuevas estructuras y el estudio del binomio vulnerabilidad-daño de estructuras existentes puede ayudar a paliar los costes en vidas humanas, económicos y sociales que se originan en toda catástrofe sísmica. Por tanto, los efectos de las cargas dinámicas deben considerarse con una especial atención. En este sentido, el conocimiento del peligro sísmico y el estudio del comportamiento de estructuras sometidas a la acción sísmica son de una importancia esencial. El Programa de Doctorado cubre un área de conocimiento y un campo de aplicación en los que existen pocas iniciativas y actividades en España e Iberoamérica, por lo que los contenidos y áreas de investigación ofrecidos por el programa son especialmente necesarios. Prueba de ello es el flujo sostenido de estudiantes, especialmente iberoamericanos, que solicitan el ingreso en el programa.

Alineación con los objetos estratégicos en I+D+I de Europa, España y Cataluña

El Programa de Doctorado se enmarca en las áreas ANEP de ciencias de la tierra, ingeniería civil y arquitectura y transferencia de tecnología. En el VII Framework Program, en Environment y Transport.
En el Plan de Investigación e Innovación 2010-2013 de la Generalidad de Cataluña, en mitigación y adaptación al cambio climático, edificios, ciudades y territorios para vivir, generar valor y convivir. Y dentro del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica, en acción estratégica de energía y cambio climático.

El programa hace especial énfasis en la evaluación y gestión del riesgo sísmico en entornos edificados y en la transferencia de conocimiento y tecnología a los organismos gestores de la protección civil a escalas local, autonómica y nacional, así como en el desarrollo de técnicas de diseño sísmico conducentes a la minoración del riesgo.

Referencias externas

El Programa de Doctorado en Ingeniería Sísmica es una iniciativa única en España, y en él se ha formado un numeroso grupo de académicos e investigadores de los países de habla hispana. El presidente y vicepresidente de la Asociación Española de Ingeniería Sísmica (AEIS, http://www.aeissismica.es/index.html) son profesores del curso y otros muchos son socios de la Asociación, la cual, a su vez, forma parte de la Asociación Internacional para la Ingeniería Sísmica (IAEE, International Association for Earthquake Engineering, http://www.iaee.or.jp/index.html) a través de la Asociación Europea de Ingeniería Sísmica (EAEE: European Association for Earthquake Engineering, http://www.eaee.boun.edu.tr/eaee.htm). La IAEE asocia las instituciones y organismos más prestigiosos en el mundo en el ámbito de la ingeniería sísmica. Cada cuatro años se celebra el Congreso Mundial de Ingeniería Sísmica, al que los profesores y estudiantes del programa presentan los resultados más relevantes de sus investigaciones. Los niveles de control y el impacto de las comunicaciones y ponencias de estos congresos son comparables a los de las revistas indexadas de más alto nivel.

Objetivos globales:

Los objetivos globales del programa son proporcionar una formación de tercer ciclo de alto nivel especializada en los contenidos actuales, el desarrollo tecnológico y la investigación en los campos de la sismología, la ingeniería sísmica y la dinámica estructural. Va dirigido a la obtención de tesis doctorales de calidad relacionadas con las líneas de investigación de los diferentes grupos que colaboran en el programa y que incluyen las temáticas relativas a la generación de seísmos y a la propagación y atenuación de las ondas de los terremotos, así como a los efectos que causan en las estructuras y la forma de mitigarlos.

Objetivos específicos:

El desarrollo y evolución del Programa de Doctorado hacia las prioridades de los planes nacionales, europeos e internacionales de investigación y el servicio a la sociedad lo han conducido hacia la especialización en la predicción, evaluación y gestión del riesgo sísmico, tanto en zonas caracterizadas por su alta vulnerabilidad (zonas que no presentan necesariamente una peligrosidad sísmica importante pero donde las tipologías constructivas son altamente vulnerables), como en zonas en las que el riesgo viene determinado por su elevada peligrosidad.
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