8/17/2019 Introducción a Los Sistemas Modernos de Protección Sísmica

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INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS MODERNOS DE PROTECCIÓN SÍSMICA

 

Durante los últimos años se han realizado esfuerzos importantes que han logrado desarrollar sistemas muy

útiles y novedosos para proteger a las estructuras de las vibraciones, dos de los hechos mas

importantes que han contribuido substancialmente a crear sistemas modernos de  protección

estructural fueron: a) la necesidad de aislar las edificaciones de los indeseables ruidos y vibraciones

producidos por los trenes en los ferrocarriles y los vehículos en las carreteras, y b) el desarrollo de la carrera

espacial que construía y sigue construyendo estructuras cada vez más livianas que necesitan soportar meor

lasvibraciones!

 

"odos estos esfuerzos han conducido a un buen número de sistemas que permiten mantener las estructuras

dentro de los esfuerzos elásticos, disminuir los ruidos y vibraciones así como las deformaciones ydesplazamientos, etc!, con una meora importante en su comportamiento dinámico en general, como

resultado, se han desarrollado sistemas modernos de protecci#n estructural, tanto activos $actuadores de

masa y de fuerza, tendones), como pasivos $aisladores de base y los dispositivos de absorci#n de energía)

con muchas combinaciones y variaciones entre estos!

 

%uchas estructuras y tambi&n la mayoría de las estructuras civiles tienen niveles baos de amortiguaci#n, las

cuales requieren sistemas de protección estructural que satisfagan meor sus requerimientos de seguridad

sobre todo a la acci#n de sismos, disminuyendo los niveles de plasticidad en muchas áreas críticas de la

estructura, obteniendo deformaciones pequeñas para evitar raaduras indeseables en elementos

estructurales y no estructurales, evitar movimientos fuertes en edificios que contengan equipos costososcomo centrales nucleares, centrales de comunicaci#n o el&ctricas y laboratorios o permitir el funcionamiento

de una estructura durante e inmediatamente despu&s de un sismo como un hospital, una central de

bomberos o de policías, y tambi&n evitar deformaciones y vibraciones debidas a fuerzas del viento sobre

todo en estructuras esbeltas como rascacielos, torres y puentes largos' de igual forma atenuar las

frecuencias altas producidas por los de trenes y tráfico pesado que contaminan las grandes ciudades tanto

acústicamente como vibracionalmente, etc!

 

(ctualmente eisten tres formas básicas modernas de proteger a una estructura de los movimientos y

vibraciones que pueden originar daño o mal funcionamiento de la misma, estos son: a) el amortiguamiento

b) el aislamiento y c) los sistemas de control activo $que modifican a voluntad la respuesta de una

estructura frente a impulsos de ecitaci#n eterna)!

 

*l Amortiguamiento considera la disipaci#n de la energía dentro de la estructura misma, este puede

ser intrínseco $propio de la estructura) y tambi&n eterno mediante la incorporaci#n de amortiguadores en la

estructura! +e han desarrollado t&cnicas matemáticas para calcular el amortiguamiento en las estructuras e

interpretar su comportamiento, materiales que absorben una buena parte de la energía, tambi&n diseños

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estructurales como el Diseño por apacidad o Desempeño que permiten la disipaci#n por la fluencia de

ciertos elementos en forma controlada!

 

-as vibraciones se encuentran en todo lugar, y donde eiste vibraci#n tiene que eistir amortiguamiento,

comúnmente la vibraci#n es indeseable y el amortiguamiento es útil! .ay que considerar que elamortiguamiento es una propiedad de las estructuras que generalmente meora el comportamiento dinámico

de la misma!

 

Se puede resumir la historia del amortiguamiento con la frase “toma lo que tienes”, ya que hasta hace poco tiempo atrás se ha usado el

material específico para una determinada estructura con sus propiedades de amortiguamiento intrínsecas sin considerar que estas

 propiedades se pueden

 

modificar. Solo en los últimos años el amortiguamiento en las estructuras se ha convertido en un parámetro de diseño.

 

/tra forma de protecci#n estructural moderna es el Aislamiento, a diferencia del amortiguamiento tiene su

fundamento en no permitir que la energía o movimiento eterno ingrese a una estructura, consiguiendo que

la estructura se encuentre aislada y protegida en un alto porcentae de este movimiento eterno, esta

t&cnica permite mantener a los habitantes y a los equipos que se encuentran dentro de la estructura con un

gran nivel de protecci#n!

 

Los sistemas de aislamiento tuvieron su origen con el o!etivo de proteger a las estructuras de las viraciones en los edificios producidas

 por los ferrocarriles de las ciudades, posteriormente este mismo concepto se ha aplicado para proteger a las estructuras de los

movimientos originados por los sismos.

 

*isten una gran cantidad de sistemas de aislamiento, sin embargo son los soportes elastom&ricos los que

han dado meores resultados y actualmente son los más difundidos ya que tienen muchas ventaas

haciendo cada vez más común su uso como sistemas de protecci#n sísmica, en este libro trataremos

eclusivamente con este tipo de aislamiento!

 

0na tercera forma de protecci#n estructural moderna es el Control Activo, estos son sistemas electr#nicos

y mecánicos muy sofisticados que permiten reducir las respuestas y atenuar las vibraciones de una

estructura en forma muy rápida, estos sistemas cuentan con sensores que registran varios parámetros de la

respuesta de una estructura como el desplazamiento, velocidad, aceleraci#n y otros, los sensores envían

señales a un procesador que las interpreta y analiza en funci#n a ciertos parámetros de diseño para luego

reenviar otras señales a unos dispositivos llamados actuadores que modifican la ecitaci#n eterna

reduciendo de esta forma la respuesta en forma mas rápida y eficiente!

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-os sistemas de control activo son muy usados en la industria aeroespacial debido a la necesidad de

mantener muy protegidas las estructuras de cualquier vibraci#n que pueda originar daño o mal

funcionamiento de los equipos que son muy costosos y delicados!

 

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