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SISMO DEL 1/AGO/2019 REGISTRADO EN EL EDIFICIO DE LA CÁMARA
CHILENA DE
LA CONSTRUCCIÓN
Ver. Fecha Descripción de la Revisión
00 2019-08-02 Primera Emisión
PREPARÓ: REVISÓ: APROBÓ:
David UGALDE Arturo CASTILLO
Leopoldo BRESCHI
Arturo CASTILLO
Leopoldo BRESCHI
Fecha: 2019-08-02 Fecha: 2019-08-02 Fecha: 2019-08-02
Documento
Obra Tipo Número Versión
4435 INF 0003 00
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DESCRIPCIÓN DE LOS CAMBIOS
PÁRRAFO O PÁGINA MODIFICADA DESCRIPCIÓN DEL CAMBIO
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TABLA DE CONTENIDO
1. Edificio de la Cámara Chilena de la Construcción
...................................................... 4
2. Sismo Registrado
........................................................................................................
6
3. Registros de aceleración en la base
...........................................................................
7
4. Espectros de aceleración
............................................................................................
8
5. Registros de aceleración en los pisos superiores
..................................................... 12
6. Detección de periodos naturales
..............................................................................
16
7. Conclusiones
.............................................................................................................
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1. Edificio de la Cámara Chilena de la Construcción
El nuevo Edificio de la Cámara Chilena de la Construcción es un
edifico de hormigón con una
configuración típica de edificios de oficina en zona sísmica,
esto es, un núcleo central de muros donde
típicamente se ubican los ascensores y escaleras, y columnas
perimetrales en el área de las oficinas.
No obstante, la configuración en planta del edificio mostrada en
la Fig. 1 es atípica, pues la
arquitectura buscó reflejar en ella la razón aurea. El edificio
tiene 9 subterráneos, 22 pisos y una
azotea, para un total de 32 niveles.
Fig. 1 - Vista en planta y elevación del modelo estructural del
edificio
El edificio cuenta con un dispositivo especial llamado
amortiguador de masa sintonizada Fig. 2a. Dicho
dispositivo es una esfera de acero con un peso de 150 toneladas
que cuelga del último nivel y funciona
como un péndulo que contrarresta las vibraciones sísmicas. De
esta manera, cuando el edificio se
deforma por ejemplo hacia la izquierda el péndulo se mueve hacia
la derecha, reduciendo así los
efectos del sismo. Para esto, el periodo de oscilación del
péndulo debe sintonizarse con los periodos
de vibración del edificio, de ahí viene el nombre de
amortiguador de masa sintonizada. Considerando
que los movimientos de un sismo suelen ser bruscos y erráticos,
el péndulo cuenta además con 2
amortiguadores viscosos (similares a los amortiguadores de un
automóvil) que reducen los
desplazamientos y contribuyen a disipar la energía del sismo.
Péndulos similares se han
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implementado en edificios como el Taipei 101 en China Fig. 2b y
es el segundo péndulo instalado en
Chile, después del Edificio Parque Araucano, sede de VMB
Ingeniería Estructural.
(a) (b)
Fig. 2 - Amortiguadores de Masa Sintonizada de los edificios de
la Cámara Chilena de la Construcción (a) y Taipei 101 (b)
El edificio se encuentra instrumentado con 6 acelerómetros de la
marca Guralp (Fig. 3). De estos
sensores, 2 se ubican en el último subterráneo para registrar el
sismo que recibe el edificio, mientras
que la respuesta del edificio se mide con los restantes cuatro
sensores ubicados uno en el primer
piso, uno en el noveno piso, y dos en el piso 21.
Fig. 3 - Acelerómetros Guralp ubicados a lo largo del edificio
de la Cámara Chilena de la Construcción
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2. Sismo Registrado
El evento sísmico en cuestión se registró el jueves 01 de agosto
a las 14:28 (hora local). Se trató de
subducción como son comúnmente los grandes terremotos chilenos.
Diversas agencias sismológicas
han reportado diferentes características. Según el Centro
Sismológico Nacional el sismo tuvo una
magnitud de momento Mw=6.6 grados y el epicentro se ubicó 47 km
al Oeste de Pichilemu a una
profundidad de 13.2 km. Según el Servicio Geológico de los
Estados Unidos (USGS) tuvo una
magnitud de momento Mw=6.8 grados su epicentro se ubicó 94 km al
Sur-Oeste de San Antonio, a
una profundidad de 10.0 km (Fig. 4).
Fig. 4 - Localización geográfica del sismo y del edificio de la
CChC
Según el reporte entregado por ONEMI, el sismo se clasifica como
de mediana intensidad en las
regiones de: Coquimbo, Valparaíso, Metropolitana, O´Higgins,
Maule, Ñuble, Biobío, La Araucanía y
Los Ríos. De acuerdo a las intensidades de la Escala de
Mercalli, en San Antonio, Pichilemu, y San
Alfonso (entre otras) se le asigna un valor de VI.
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En un análisis cualitativo, no se reportaron daños a personas o
alteraciones a algún servicio básico.
Por otro lado SHOA determinó que las características del sismo
no se reúne las condiciones para
generar un tsunami en las costas chilenas.
3. Registros de aceleración en la base
Las aceleraciones medidas en la base, registran el sismo que
recibe edificio. Se registran 3
componentes del sismo: una en sentido norte-sur, otra en sentido
este-oeste y otra en sentido vertical
(Fig. 5). En las 3 componentes se distinguen claramente los 2
tipos de ondas que suele contener un
sismo, estas son las llamadas ondas P que son de baja magnitud y
llegan primero, y las ondas S que
tienen mayor magnitud y llegan después. Utilizando estas ondas
se puede determinar la distancia en
la cual fue el epicentro del sismo ocasionado.
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Fig. 5 Aceleraciones en la base del edificio
4. Espectros de aceleración
Con la información de los registros de aceleración en la base es
posible estimar el llamado espectro
de aceleraciones (Fig. 6), que es un gráfico que muestra la
intensidad del sismo según el periodo de
vibración de cada estructura. Es en este formato que la mayoría
de los códigos de diseño suelen
definir la intensidad sísmica que deben resistir los edificios.
Justamente la Fig. 7 muestra la
comparación de los espectros registrados con los espectros de la
Norma Chilena NCh433-Diseño
Sísmico de Edificios, con el cual se diseñó el edificio de la
CChC. Puede notarse que el sismo de diseño
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es casi 30 veces más grande que el sismo registrado el 1 de
agosto en términos de aceleraciones.
En la Fig. 6, se puede observar la intensidad del sismo en base
a su aceleración en ambas direcciones
(Norte-Sur y Este-Oeste), y en un primer análisis se evidencian
intensidades importantes en todos
los períodos con valores notables en torno a los 2 segundos.
Fig. 6 Espectro de aceleraciones que muestra la intensidad del
sismo registrado el 1 de agosto
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Fig. 7 Comparación del evento registrado con el sismo de diseño
del edificio de la CChC
Se realizó una comparación entre los valores de los sismos
registrados e informados anteriormente
en las figuras Fig. 8 y Fig. 9 para identificar parámetros
similares y diversos comportamientos de la
estructura. Estos corresponden al sismo ocurrido el 5 de
diciembre del 2018 el cual tuvo una magnitud
de 5.5 (MW) a 8 km sur de San Antonio y al sismo ocurrido el 19
de enero del 2019 el cual obtuvo
una magnitud de 6.7 (MW) y ocurrió a 15 km sur de Coquimbo.
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Fig. 8 Comparación del evento registrado el 01-ago-19 con sismos
anteriores
(componente norte-sur en subterráneo -9)
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Fig. 9 Comparación del evento registrado el 01-ago-19 con sismos
anteriores
(componente este-oeste en subterráneo -9)
Analizando la Fig. 8 y la Fig. 9 se observa que a diferencia de
los eventos anteriores, este sismo
presenta un incremento considerable, en comparación a los otros
dos sismos, en el sentido Este-
Oeste en los periodos bajos y en el sentido Norte-Sur en
periodos más altos entre 𝑇𝑛 = 1.5 − 2.0 𝑠.
En general los modos principales de la estructura presentan
periodos superiores a 𝑇𝑛 = 1.0 𝑠 por lo
que es de esperarse que este sismo haya ocasionado unos mayores
movimientos a la estructura.
5. Registros de aceleración en los pisos superiores
A continuación, la Fig. 10, Fig. 11 y Fig. 12 muestran los
registros de aceleración medidos con los
instrumentos ubicados en los pisos 1, 9 y 21 respectivamente, en
los cuales se puede observar que
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hay un aumento en las aceleraciones, en todas las direcciones, a
medida que el piso analizado se
encuentre a mayor altura.
Fig. 10 Aceleraciones en el piso 1
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Fig. 11 Aceleraciones en el piso 9
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Fig. 12 Aceleraciones en el piso 21
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6. Detección de periodos naturales
Con los registros de aceleración es posible aplicar un
procedimiento llamado Identificación de
Sistemas, que consiste en identificar (entre otras cosas) los
periodos a los que vibra un sistema como
por ejemplo un edificio o un puente. Estas estructuras, al igual
que una cuerda de guitarra, tienen
distintas formas de deformarse al vibrar que dependen de
propiedades como la rigidez y la masa.
Cada una de estas formas tiene asociado periodo de vibración (o
lo que es lo mismo, una frecuencia)
y todas ellas contribuyen en cierta medida al movimiento del
edificio. La estimación de estos periodos
en la etapa diseño es muy importante pues como se mostró en el
espectro depende la intensidad
que deberá resistir una estructura.
Cuando el edificio se somete a movimientos como los de un sismo,
los periodos de vibración pueden
detectarse con varias técnicas, como por ejemplo la Densidad de
Potencia Espectral, que es un gráfico
que muestra peaks en los periodos más determinantes para el
movimiento de la estructura. En la
Fig. 13 se muestra la Densidad Espectral de Potencia de los
sensores ubicados en el piso 21.
Fig. 13 Densidad de Potencia Espectral para los equipos ubicados
en el piso 21
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7. Conclusiones
Este evento ha sido el más alto al cual ha sido sometido el
edificio desde su apertura. Y pese a que
sigue siendo muchísimo menor al de diseño, permite medir algunas
propiedades dinámicas relevantes
del edificio. Es justamente a través de la acumulación de
mediciones como estas el que la industria
pueda sacar conclusiones del desempeño real de los edificios,
detectando anticipadamente
variaciones en el estado de “salud” de la estructura, para con
ello poder tomar las medidas
necesarias.
Adicionalmente puede respaldarse el buen desempeño con datos
medidos y poder impulsar los
ajustes normativos que sean pertinentes para el diseño.
Sobre el desempeño del edificio se puede concluir que no ha
habido variaciones relevantes dee las
propiedades dinámicas de esta estructura.
