ANTECEDENTES GENERALES DE LA AISLACIÓN Y
DISIPACIÓN DE ENERGÍA SÍSMICA
1.- Principios básicos de la aislación y disipación de energía
sísmica
La implementación de tecnologías antisísmicas
en estructuras tiene como objetivo introducir un dispositivo, que reduzca
notablemente las vibraciones y deformaciones, ayudando a que la edificación
tenga un comportamiento flexible gracias a un aumento en el amortiguamiento.
2.-Principios de la aislación sísmica
También
denominada aislación de base. El principio fundamental de la aislación consiste
en separar la superestructura de la subestructura, es aquí entre estas dos
donde se localizan los elementos aisladores protegiéndola de eventuales sismos, obteniendo
una mejora enorme en el comportamiento dinámico. La introducción de estos
elementos debe permitir el movimiento en las dos coordenadas. Este tipo de
dispositivos son sumamente flexibles y rígidos, permiten grandes deformaciones
horizontales ante las demandas sísmicas, los podemos encontrar en diferentes
formas y tamaños. (Dependiendo de la estructura a soportar). Existen una gran
cantidad de estos dispositivos siendo los más usados los aisladores
friccionales y elastómeros con o sin núcleo de plomo. A continuación se muestra
en la imagen 4.1 un edificio con y sin aislación sísmica.
Imagen 1
Como se puede apreciar en la imagen (imagen 1),
al considerar dispositivos de aislación sísmica en una edificación, esta tiene
la capacidad de absorber gran parte de la energía proveniente de un sismo
impidiendo que se transmita a la superestructura reduciendo significativamente
la rigidez del sistema estructural logrando
que la estructura permanezca en pie sin daños severos. “Alcanzando una reducción de las aceleraciones en torno al 70% a 90%”[1]
Por otro lado una de las principales
características de este sistema es, siendo la base menos rígida los
desplazamientos horizontales incrementan. Este es uno de los parámetros que se
debe controlar ya que los grandes desplazamientos pueden afectar a sus
elementos estructurales como al contenido de esta. Para poder mitigar estos
movimientos se pueden trabajar en conjunto con
disipadores de energía, ya que incrementando el amortiguamiento se restringen
los desplazamientos.
2.1 Edificaciones
con sistema de aislación en Chile
En Chile, el primer
edificio con aislación sísmica de base fue construido en el año 1991. Este
edificio de viviendas sociales, de cuatro pisos, corresponde al conjunto
habitacional de la Comunidad Andalucía, ubicado en la comuna de Santiago.
Posteriormente, una veintena de estructuras con sistemas de protección sísmica
han sido construidos, entre los que destacan el viaducto Marga-Marga, el Muelle
Coronel, el puente Amolanas, el Nuevo Hospital Militar La Reina, el edificio
Parque Araucano, la Clínica UC San Carlos de Apoquindo, la Torre Titanium, y
los edificios de la Asociación Chilena de Seguridad en Santiago y Viña del Mar,
entre otras. [2]
3.- Principio de la
disipación de energía
La idea de implementar estos dispositivos de
disipación de energía sísmica en una estructura radica en, amplificar la
capacidad de disipar energía durante un evento sísmico, también son diseñados
para disipar fenómenos de fuertes vientos u otras solicitaciones de origen
dinámico. Cabe decir que toda estructura diseñada sismoresistentemente, tiene
la propiedad de disipar energía mediante las deformaciones. Este dispositivo
también llamado amortiguador sísmico, no impide el paso de las vibraciones a la
estructura, si no que permite que la energía se concentre en los disipadores
reduciendo paulatinamente el movimiento de la estructura.(ver imagen 2)
Imagen 2
Como
se aprecia en la imagen, la implementación de disipación de energía sobre una
estructura disminuye en menor grado los movimientos horizontales, en
comparación con la aislación de base, pero no cabe duda que es una muy buena
alternativa a considerar para proteger una edificación a eventuales terremotos,
disminuyendo considerablemente los daños a la estructura como a su contenido. “Gracias a ellas, se consigue disminuir las
deformaciones y aceleraciones en la estructura en cerca de un 20% a 30%”[3]
4.- Condición
sísmica nacional
Se
sabe que chile es el país con mayor actividad sísmica en el mundo, por este
motivo es necesario pensar en el desarrollo de las normativas vigentes. Las mayores catástrofes generadas en la
tierra a causa de los terremotos se han vivido en Chile. Como muestra la
siguiente tabla 1 con una cantidad de 16 eventos sísmicos sobre los 8.8 grados
Richter, nuestro país está presente en tres oportunidades.
Tabla
1
Considerando
la tabla de terremotos aquí presentada, con los sismos más destructivos a nivel
mundial, se puede concluir que la gran
liberación de energía, en el caso de Chile, ha afectado de manera muy
destructiva a nuestro país.
La
manifestación de estos últimos 3 terremotos de mayor magnitud que se han producido en Chile, han traído como
consecuencia grandes pérdidas económicas, viviendas destruidas, y lo más importante
pérdida de vidas humanas, como muestra la
tabla 2.
Tabla
2
La
demanda para implementar esta tecnología en el país, ha aumentado
considerablemente después del terremoto de 27 de febrero 2010. Hasta los días
de hoy se contempla que la demanda
creció en un 100%, este crecimiento se generó gracias a que las estructuras
implementadas con esta tecnología se comportaron de muy buenas manera durante
el terremoto.
Cada vez la protección sísmica, a través de la
aislación y disipación de energía, está ascendiendo. Antes solamente se
encontraban aisladas las edificaciones de
mayor importancia como son los hospitales, viviendas sociales, etc. En la
actualidad se ha diversificado ya que proyectos de puentes, templos,
departamentos, monumentos, edificaciones históricas, etc., Están siendo diseñadas
y construidas para así tener un excepcional comportamiento a futuros movimientos
telúricos.
5.- Comportamiento
de estructuras antisísmicas en chile después del terremoto del 27 de febrero
2010.
Antes
del terremoto de febrero de 2010, existían escasas edificaciones con tecnología
antisísmica, las que tuvieron un comportamiento dinámico y estructural
favorable a la hora del terremoto, dando mayor seguridad y confortabilidad a
las personas residentes de estas estructuras.
No
obstante este terremoto trajo como consecuencia, que en el centro sur de
nuestro país, decenas de edificaciones quedaran inhabitables y otras que
simplemente colapsaron. Teniendo en cuenta la gran magnitud del terremoto 8.8
grados en la Escala de Richter, es considerado como bueno viéndolo desde el
punto de vista de la ingeniería anti sísmica. Lo cual significa que los diseños
sísmicos de estructuras están acorde con la realidad de Chile, o sea, se están
diseñando de muy buena manera. Pero que siempre deben de estar en un constante
proceso de mejoramiento.
Cabe
señalar, que las fallas que se produjeron en las edificaciones tras el evento
sísmico del 27 de febrero 2010, se generaron principalmente por una errónea
estimación de las propiedades geotécnicas de los suelos de fundación en el que
se apoyaban las estructuras. Ante lo cual el Minvu publicó el Decreto Supremo 61 que
modifica los tipos de suelos descritos en la Nch433 Of. 96.
[1]
Retamales, R. (2013). Está surgiendo una demanda impresionante por protección
sísmica. EMB construcción, Volumen (129), 7-9.
[2] López C., Retamales R., Kannegiesser T.
(2011) Protección sísmica de estructuras, sistemas de aislación sísmica y
disipación de energía, 29: 11. 18-10-2013 http://www.cdt.cl/cdt/uploads/Proteccion%20Sismica%20de%20Estructuras.pdf
[3]
Retamales, R. (2013). Está surgiendo una demanda impresionante por protección
sísmica. EMB construcción, Volumen (129), 7-9.
[4]Coloma,
F (2010).Terremoto 2010, Análisis e impacto del 27-F en el mercado asegurador,
p.15, sin fecha. http://www.svs.cl/sitio/destacados/doc/TERREMOTO-9-1-13.pdf
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