DISIPADORES SISMICOS
La actividad sísmica en nuestro planeta la encontraremos distribuida de manera uniforme en este.
Se localiza por el largo de las fronteras de las Placas tectónicas, es en donde la mayor parte de la energía sísmica del planeta se libera en estas zonas. En nuestro país acontecen todos los tipos de terremotos existentes, en donde se libera el 40% de la energía sísmica de la Tierra.
Como también sabemos que la distribución de los sismos a lo largo de Chile se localiza solo en algunas regiones, tanto así las magnitudes y profundidades también son variables.
Por esta causal, ya desde hace más de una década los ingenieros estructurales han estado trabajando en sistemas innovadores para reducir las vibraciones en las estructuras.
Chile es uno de los países que a nivel mundial recibe el 40 % de la energía que libera la Tierra
El terremoto del 27 de febrero pasado fue una prueba para las nuevas tecnologías de protección antisísmica que tenemos hoy en día en nuestro país, demostrando un éxito total en las estructuras, que ya son resistentes a sismos severos, estas estructuras pueden soportar sin problemas sismos de la magnitud de 8.5 grados.
Tales características corresponden simplemente a un nuevo estándar de construcción sismo resistente de nuestro país.
DISIPADORES DE ENERGIA Y SISMICOS.
El propósito principal que tienen los disipadores de energía, es tratar de que las estructuras tengan un mejor comportamiento frente a eventuales sismos, con la finalidad de reducir la pérdida de vidas humanas y la perdida de materiales e infraestructura, se incluyen estos disipadores de energía en la estructura para lograr un nivel preestablecido de amortiguamiento de acuerdo a las características propias de la estructura a edificar, y así tratar de evitar las deformaciones de la estructura.
Frente a un sismo, el comportamiento de la estructura puede mejorarse, si entra cierta porción de energía, esta puede ser absorbida no por la estructura misma, si no por ciertos dispositivos instalados en la estructura que estos se hacen llamar disipadores de energía, en donde estos son los que absorben la energía disminuyendo la magnitud del sismo hasta en un 40 %.
AISLACION DEL TIPO BASAL, ESTE DISPOSITIVO SE INSTALA EN LA BASE DE LA ESTRUCTURA,SE EMPLEA YA HACE MAS DE UNA DECADA EN ESTRUCTURAS DEL PAIS.
OBJETIVOS DIRIGIDOS AL USO DE DISIPADORES DE ENERGIA Y SISMICOS.
Los disipadores mejoran el comportamiento estructural de un edificio ante solicitaciones sísmicas, con la inclusión de disipadores de energía y sísmicos, los cuales brindan un amortiguamiento adicional a la estructura.
Disminuyen los desplazamientos de entrepisos, así tal como las aceleraciones, velocidades y cortantes en toda la estructura.
Reducir la cantidad de roturas o quiebres plásticos en el sistema, a través de la disipación de energía por medio de estos dispositivos.
¿QUE ENTENDEMOS POR AISLANTE SISMICO?
La aislación sísmica es una técnica de diseño sismo resistente que busca reducir la energía que entra a una estructura durante un sismo a través de colocar dispositivos flexibles horizontalmente entre las fundaciones de un edificio o puente y la estructura arriba de estos mismos. El efecto que se busca es que el suelo se mueva y la estructura permanezca quieta sobre este mismo.[1]
OBJETIVO PRINCIPAL DE UN AISLANTE SISMICO
Principalmente son dos, obtener una mayor seguridad sísmica de la estructura, por ende prevención y cuidado de la integridad física de las personas, con la disminución parcial o total de daños a la estructura, y salvaguardar los contenidos de la estructura, para que esta este en operación hasta 20 minutos antes de que haya ocurrido algún sismo severo.[2]
VIVIR SEGURO EN LAS ALTURAS
Chile es un país de alta sismicidad, ¿Cómo podemos vivir de forma segura?
Una de las técnicas que nos ayudan a enfrentar un terremoto es el uso de disipadores, la energía liberada por un terremoto se disipa o se elimina alterando la forma de sus materiales, ósea deformándolos, de tal manera que provocan serios daños a la estructura y a los que habitaban el edificio en ese momento.
Los disipadores de energía actúan absorbiendo parte de esta dando una seguridad de 5 veces mayor, aunque el costo es mayor a los de un edificio tradicional, estos dispositivos ya se instalan en las fundaciones paredes y techos de las estructuras.[3]
COSTOS DE SISTEMA DE AISLAMIENTO SISMICO
El costo del sistema de aislamiento es típicamente del orden de 0.5 a 1.0 UF/m2, dependiendo de la solución adoptada. Este costo se compensa varias veces si en el análisis económico se considera que en la alternativa sin aislación la estructura, los elementos no estructurales (las terminaciones); y los contenidos, afrontarán elevados costos de reparación o sustitución cuando ocurra sismo de gran intensidad que con casi certeza van a experimentar.
Es importante recordar que en los edificios el costo las terminaciones supera al de la estructura, y que en muchos casos el valor de los contenidos es muy superior al de la estructura. Por otra parte, el hecho que la estructura tenga esfuerzos 10 veces menores puede llegar a permitir ahorro en costos directos de construcción; lograrlo depende en gran medida de una coordinación oportuna entre la Arquitectura e Ingeniería del proyecto. [4]
DURACION MINIMA DE DISPOSITIVOS ANTISISMICOS
Los aisladores están garantizados por una vida útil de 50 años mínimos. El diseño se hace proveyendo a los aisladores de una fijación que les permite ser fácilmente removidos y cambiados en cualquier momento sin interrumpir el funcionamiento del edificio.[5]
EDIFICIO CON DISIPADORES DE ENERGIA INSTALADOS EN TODA SU ALTURA
DISIPADORES SISMICOS LLEGAN A EDIFICIOS RESIDENCIALES
La posibilidad de contar con tecnologías de disipación de energía ante terremotos ya no es patrimonio de los edificios de oficinas. Hoy, ya se está aplicando este avance constructivo en el diseño de modernos edificios de departamentos.
Así, el mismo tipo de tecnología que se implementó en Titanium La Portada -la torre más alta de Sudamérica, que resistió sin ningún daño el terremoto del 27 de febrero- se está utilizando en el primer edificio residencial del país, en Ñuñoa. Se trata de Jardines de Infante de Empresas Armas, que tendrá 18 pisos y estará listo a fines del próximo año.
Cristián Armas, gerente general de Empresas Armas, explica que en conjunto con Sirve S.A. -compañía fundada como filial de Dictuc- decidieron implementar en este proyecto un sistema de disipación de energía, que incorporó dos amortiguadores de masa sintonizada ubicados en el techo del inmueble.
El objetivo es reducir entre un 20 y 25% los efectos de la intensidad de un sismo de alta magnitud sobre la composición estructural y no estructural del edificio, previniendo severos daños, señala el ejecutivo.
VARIOS SISTEMAS
Los disipadores de energía -muy utilizados en Estados Unidos y Japón- son una tecnología de aplicación reciente en Chile. El caso más ejemplar, por su resultado frente al terremoto de febrero, es el sistema instalado en Titanium La Portada, que fue desarrollado también por Sirve S.A.
Henry Sady, ingeniero jefe del proyecto de disipación sísmica de Jardines de Infante de Sirve S.A. y especialista en sistemas de protección sísmica, sostiene que en general el uso de esta tecnología reduce las deformaciones y los esfuerzos que se producen en la estructura del edificio producto de un sismo, lo que permite obtener un mejor desempeño del inmueble y, por consiguiente, de un eventual daño de los contenidos materiales al interior del edificio.[6]
Cristián Armas, gerente general de Empresas Armas, explica que en conjunto con Sirve S.A. -compañía fundada como filial de Dictuc- decidieron implementar en este proyecto un sistema de disipación de energía, que incorporó dos amortiguadores de masa sintonizada ubicados en el techo del inmueble.
El objetivo es reducir entre un 20 y 25% los efectos de la intensidad de un sismo de alta magnitud sobre la composición estructural y no estructural del edificio, previniendo severos daños, señala el ejecutivo.
VARIOS SISTEMAS
Los disipadores de energía -muy utilizados en Estados Unidos y Japón- son una tecnología de aplicación reciente en Chile. El caso más ejemplar, por su resultado frente al terremoto de febrero, es el sistema instalado en Titanium La Portada, que fue desarrollado también por Sirve S.A.
Henry Sady, ingeniero jefe del proyecto de disipación sísmica de Jardines de Infante de Sirve S.A. y especialista en sistemas de protección sísmica, sostiene que en general el uso de esta tecnología reduce las deformaciones y los esfuerzos que se producen en la estructura del edificio producto de un sismo, lo que permite obtener un mejor desempeño del inmueble y, por consiguiente, de un eventual daño de los contenidos materiales al interior del edificio.[6]
EDIFICIO TITANIUM
Ingeniería sísmica: Primeros disipadores metálicos
La ingeniería estructural chilena alcanzó hace pocos días otro hito. "El edificio Titanium La Portada es el primero en Chile en tener instalados disipadores metálicos. Existen hoy en Santiago varias construcciones con aislamiento sísmico (para estructuras bajas y pesadas) y otro con un amortiguador sintonizado de masa en el techo, pero que corresponde a concepto estructural distinto", dice el ingeniero Juan Carlos de la Llera.
Los disipadores metálicos de energía son capaces de reducir cerca del 40 por ciento las deformaciones máximas esperadas durante un sismo severo, lo que permite mejorar el desempeño del edificio de forma sustantiva en relación con otro edificio convencional de similares características.
Estos elementos se colocaron en dos direcciones principales (transversal y longitudinal) logrando eficiencias similares en ambos casos.
Explica Juan Carlos de la Llera que los disipadores corresponden a una patente de la Universidad Católica de Chile, desarrollados gracias a una investigación básica durante casi tres años, con la participación de alumnos de magíster y doctorado.
El diseño fue realizado íntegramente por profesionales de la empresa SIRVE S.A., incubada en la misma universidad y es parte de DICTUC.
Diversos disipadores han sido ensayados a rotura y dinámicamente en equipos de gran capacidad (100 toneladas) a requerimientos sísmicos que emulan el comportamiento del edificio y a deformaciones del orden de dos veces las esperadas en el sismo máximo probable a que será sometido el edificio durante toda su vida útil, dice el especialista.[7]
COSTOS ACOTADOS
Afirma que el gran aporte tecnológico de esta innovación es que es posible bajar sustantivamente las deformaciones sísmicas de un edificio de altura a un costo más eficiente, con la reducción de los movimientos de la torre durante y después del sismo.
Con respecto a los detalles de la obra, explica el profesional que, desde el punto de vista constructivo, la arquitectura y el diseño estructural del edificio son capaces de incorporar elementos que permiten conectar estos disipadores metálicos cada tres pisos, lo que mejora la eficiencia de entre 3 y 9 veces.
Estos disipadores van en los extremos y también en dirección longitudinal del edificio escondidos en la caja de elevadores.
"La razón de su ubicación fue aprovechar al máximo las deformaciones para poder disipar la energía que el sismo le transfiere a la estructura. Los extremos debieran ser naturalmente los sectores con mayor desplazamiento en la planta del edificio y, por ende, al colocar ahí los disipadores la eficiencia también aumenta mucho. Adicionalmente, la razón de ubicarlos cada tres pisos es lograr una amplificación de la deformación lo que mejora enormemente la disipación de energía, en los factores indicados arriba", finaliza el especialista.[8]
[1] http://www.masterieg.uc.cl/docs/Aislacion.pdf
[2] http://www.masterieg.uc.cl/docs/Aislacion.pdf
[3]www.explora.cl/index.php?option=com
[4] http://es.scribd.com/doc/40294001/La-Aislacion-Sismica
[5] http://es.scribd.com/doc/40294001/La-Aislacion-Sismica
[6] http://www.ofertainmobiliaria.cl/diario/mostrar
[7] http://www.edicionesespeciales.elmercurio.com
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