[en] The dynamic response of a structure throughout its service life varies due to deterioration caused by different factors, with environmental agents and loads being the main causes of degradation. Dynamic actions represent one of the major causes of damage, evidenced in fatigue phenomena, microcracking, cracking, plastic deformation, detachment and even collapse. This damage can usually be minimal for service loads and severe in the case of extraordinary high dynamic loads (impacts, earthquakes, explosions, strong winds). Interaction between the actions and the response can also cause significant damage as in the case of moderate service loads with response amplification due to resonance phenomena. In practice, the evaluation of structure condition is based mainly on visual observations and described by subjective indices that do not facilitate an accurate diagnosis of behavior, serviceability and safety. A reliable evaluation of the dynamic behavior of a structure depends on quantitative information rather than qualitative information, therefore, there is currently a need to develop diagnostic methodologies that include damage quantification parameters based on direct tests of vibrational response. In infrastructure management, there is a need for a more objective and reliable process for evaluating and quantifying the state of deterioration of structures to be used in routine inspections, aimed at control, maintenance and rehabilitation. This thesis studies the experimental evaluation methodologies of the vibrational response applied to the diagnosis of deteriorating structures. It focuses on finding standardized diagnostic practices that confidently determine the degree of compliance, deterioration or severity of damage in a structure, both for extreme load cases and normal operating conditions. The fundamental contributions start from the experimental study of the degradation of the properties of a structural laboratory model subjected to dynamic forces. The thesis is developed extensively with the execution of two deep experimental studies of real structures with a notorious degree of deterioration. Direct diagnosis techniques using damage inspection are compared to vibration-based techniques. Different ways of quantifying damage, deterioration, quality and discomfort were proposed. The development of this work begins by synthesising the bases and applications of the prediction, measurement and analysis of vibrations in structures, focused on generating diagnostic tools to implement in routine evaluation tests for service and safety conditions. In this sense, practical examples are shown that better illustrate the concepts involved. Tools for the identification of dynamic properties and damage quantification based on vibration tests are described.

[es] La respuesta dinámica de una estructura a lo largo de su vida útil varia debido al deterioro causado por diferentes factores, siendo los agentes ambientales y las cargas los causantes principales de degradación. Las acciones dinámicas representan uno de los mayores causantes de daño, evidenciado en fenómenos fatiga, microfisuración, agrietamiento, plastificación, desprendimiento y hasta colapso. Este daño puede ser usualmente mínimo para cargas de servicio y severo para el caso de cargas dinámicas extraordinarias de alta intensidad (impactos, sismos, explosiones, viento fuerte). La interacción entre las acciones y la respuesta también puede ocasionar daños importantes como en el caso de cargas moderadas de servicio con amplificación de la respuesta por fenómenos de resonancia. En la práctica, la evaluación del estado de las estructuras se basa principalmente en observaciones visuales y se describe mediante índices subjetivos que no permiten un diagnóstico preciso del comportamiento, la capacidad de servicio y la seguridad. Una evaluación confiable del comportamiento dinámico de una estructura depende de información cuantitativa más que cualitativa, por lo que, existe actualmente una necesidad para desarrollar metodologías de diagnóstico que incluyan parámetros de cuantificación de daño basados en pruebas directas de la respuesta vibratoria. Dentro de la gestión de infraestructura, un proceso más objetivo y confiable para la evaluación y cuantificación del estado de deterioro de las estructuras es requerido para ser utilizado en inspecciones rutinarias dirigidas al control, mantenimiento y rehabilitación. La presente tesis estudia las metodologías de evaluación experimental de la respuesta vibratoria aplicadas al diagnóstico de estructuras en deterioro, buscando prácticas estandarizadas de diagnóstico que determinen con confianza el grado de cumplimiento, deterioro o severidad del daño de una estructura, tanto para casos de carga extrema como para condiciones de operación normal. Las contribuciones fundamentales parten del estudio experimental de la degradación de las propiedades de un modelo estructural de laboratorio sometido a la acción de fuerzas dinámicas y se desarrollan ampliamente con la ejecución de dos investigaciones experimentales profundas de estructuras reales con un grado evidente de deterioro. Se comparan las técnicas de diagnóstico directo por inspección del daño contra las técnicas basadas en vibración. Diferentes formas de cuantificación del daño, el deterioro, la calidad y la incomodidad fueron propuestos. El desarrollo del trabajo doctoral parte de una síntesis de las bases y aplicaciones de la predicción, medición y análisis de las vibraciones en estructuras, enfocada a generar herramientas de diagnóstico para la implementación en pruebas rutinarias de evaluación para condiciones de servicio y de seguridad. En este sentido, se muestran ejemplos prácticos que ilustran de mejor manera los conceptos involucrados. Se describen las herramientas para la identificación de propiedades dinámicas y de cuantificación del daño basada en pruebas de vibración.