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EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE AISLADORES SÍSMICOS

Importancia de evaluar la eficiencia de los aisladores sísmicos
13 de Octubre de 2023

La evaluación de la eficiencia de aisladores sísmicos garantiza la resistencia ante movimientos telúricos. Emplee tecnología de vanguardia para determinar la capacidad de estos dispositivos en la protección de edificaciones. ¡Mantenga sus edificios y personas seguras!

 

La amenaza constante de eventos sísmicos ha llevado a los ingenieros civiles a buscar soluciones innovadoras para la protección de la vida y del patrimonio nacional y privado, utilizando aisladores sísmicos con el fin de reducir los efectos provocados por los movimientos telúricos en las edificaciones y estructuras. En la actualidad, son diferentes los tipos de aisladores que existen y que están orientados a garantizar la seguridad y la serviciabilidad de las construcciones, por lo cual en la siguiente nota de Grupo Y le brindaremos la información oportuna para evaluar el funcionamiento de cada uno de estos dispositivos. ¡Quédese y así sabrá cómo evaluar la eficiencia de los aisladores sísmicos pertinentemente!

Importancia de evaluar la eficiencia de los aisladores sísmicos

 

Como bien se sabe, los terremotos pueden causar daños significativos a las estructuras, poniendo en riesgo la vida de las personas y generando pérdidas económicas devastadoras. Mediante la evaluación detallada de las características de los diferentes tipos de aisladores sísmicos, es posible determinar cuál es la tecnología más adecuada para cada proyecto, teniendo en cuenta factores como el tipo de estructura, las cargas sísmicas esperadas e inclusive la disponibilidad y costos que implican para el proyecto.

 

Una evaluación precisa de los aisladores sísmicos permite comprender sus características, ventajas y limitaciones, lo que brinda a los ingenieros la información necesaria para tomar mejores decisiones frente al diseño, la construcción e inclusive el mantenimiento de los proyectos. Al conocer cómo cada tipo de aislador interactúa con la estructura y cómo responde ante diferentes niveles de demanda sísmica, se puede optimizar el desempeño tanto de los dispositivos cómo de la edificación y reducir la vulnerabilidad frente a los terremotos.

 

Además, la evaluación cuidadosa de la eficiencia de los aisladores sísmicos ayuda a evitar gastos innecesarios y asegura una utilización adecuada de los recursos económicos y logísticos, lo cual es especialmente relevante en proyectos de gran envergadura donde la inversión y la seguridad son prioritarias como lo son los puentes y edificaciones indispensables como hospitales, aeropuertos y de atención de emergencias.

 

¿Cómo conocer y evaluar la eficiencia de los aisladores sísmicos? 

 

1. Investigación y recopilación de datos: inicie el proceso investigando y recopilando información sobre los diferentes tipos de aisladores sísmicos disponibles en el mercado y especialmente para el lugar donde se desarrollará el proyecto. Es necesario consultar las fichas técnicas, manuales, normativas y códigos de diseño y construcción para establecer una base sólida de conocimiento respecto a los dispositivos disponibles.  

 

En esta etapa es importante considerar la disponibilidad de las diferentes tecnologías, así como los posibles proveedores, ya que deben tener en cuenta tiempos de fabricación, ensayos de desempeño y logística de transporte, pues estos son aspectos fundamentales para la toma de decisiones frente al proyecto. Este último análisis también debe contemplar los costos asociados a la implementación de sistemas de control, pues afectan directamente al desarrollo del proyecto. 

 

Previamente, al inicio de un análisis más detallado, debe conocerse de una manera aproximada las demandas a las cuales estarán sometidos los dispositivos, tales como niveles de amortiguamiento, rigideces y capacidad de carga, con el fin de poder predimensionar diferentes alternativas que lleven a determinar una viabilidad técnica y económica que irá conduciendo a la solución definitiva. 

 

Es recomendable verificar preliminarmente las nuevas demandas sísmicas para la estructura con la implementación de aisladores, ya que esto implica que pueda haber disminución de secciones de elementos y el uso de menos materiales, acompañado de una cimentación menos robusta, entre otros beneficios que deben irse sumando al análisis global. 

 

2. Comparación con normativas: debe evaluarse si la región donde se desarrollará el proyecto tiene un reglamento específico para estructuras con sistemas de control (aislamiento de base o disipación de energía) pues esta debe seguirse rigurosamente. Sin embargo, esta normatividad no se encuentra establecida en todos los países, situación en la cual debe examinarse cuál de las normativas existentes a nivel internacional es aplicable y si son necesarias consideraciones especiales para usarla en la región en particular. En todo caso, es recomendable consultar distintas fuentes de información, inclusive reglamentos de diseño y construcción extranjeros, para profundizar más en el estado del arte y tener conocimiento de la información más actualizada y relevante para la aplicación de sistemas de aislamiento sísmico. 

 

3. Análisis de la estructura: una vez se verifique que existe viabilidad técnica, económica, logística y normativa, es posible pasar a una etapa más detallada del análisis que permita obtener con precisión las cargas, desplazamientos, amortiguamiento, rigideces, entre otras características requeridas para alcanzar el nivel de desempeño esperado para la estructura. Esto permitirá realizar una aproximación más cercana de los tipos de aisladores viables para el proyecto y que se puedan definir las características de los dispositivos, tarea que es imprescindible adelantar con un asesoramiento por parte del fabricante(s), pues este es quien será el responsable de definir las propiedades del aislador de acuerdo al requisito del diseñador estructural.  

 

En este punto es donde se definirá el tipo de aislador a usar; típicamente en el mercado se encontrarán los dispositivos de elastómeros, fabricados solo con goma o con núcleo de plomo, y también los friccionales o de péndulo, elaborados con acero y superficie deslizante. Cada uno tiene características diferentes que son apropiadas para diferentes circunstancias particulares, así como también tienen sus propias limitaciones tanto técnicas como económicas. Lo más importante es verificar que el aparato seleccionado tenga las características requeridas por diseño, pero que haya viabilidad de fabricación a costos razonables.  

 

Entre otros aspectos, también debe revisarse la posibilidad de sustitución del aparato, facilidad de inspección y mantenimiento, capacidad de recentrado, tamaño necesario de la infraestructura para apoyar el aislador, resistencia a las condiciones medioambientales del lugar, entre otros aspectos que los ingenieros encargados prevean que sean de impacto para el correcto funcionamiento de la estructura. Asimismo, y de acuerdo con los requisitos de las normativas aplicables de cada región, es necesario que el diseñador estructural tenga en cuenta los análisis adicionales a los aplicables al diseño tradicional, como los estudios de sitio, análisis tiempo - historia y verificación de las condiciones de la estructura en los casos “lower bound” y “upper bound.”  

 

4. Simulaciones numéricas: las herramientas computacionales se vuelven de vital importancia en el caso de diseño de estructuras con aislamiento de base, como lo son los software de elementos finitos que permiten tener un modelo matemático de las estructuras. Ya que este tipo de análisis supone el desarrollo de varias iteraciones, es trascendental contar un software que permita realizar cambios de manera versátil, pues durante todo el proceso de consultoría puede haber cambios, no solo debido a ajustes del proyecto como tal, sino a las relaciones con propiedades de los aisladores, verificación de los escenarios “lower bound” y “upper bound” y a la ejecución de los análisis tiempo-historia.   

 

5. Pruebas experimentales: una parte importante para la verificación de la eficiencia de los aisladores son las pruebas que se ejecutan sobre los mismos. Las de prototipo que buscan validar el desempeño de los dispositivos de acuerdo con el diseño del elemento. En ellas se revisa que los aisladores diseñados son capaces de alcanzar con seguridad (sin daños) los desplazamientos, amortiguamientos, rigideces y capacidad de carga exigidos por el diseñador. 

 

En el momento en que este desempeño es confirmado y aprobado por el diseñador, se puede ejecutar la fabricación de los dispositivos del proyecto, los cuales deben someterse en su totalidad a ensayos de calidad que verifiquen la homogeneidad de los lotes de producción. Otras pruebas importantes que se pueden llevar a cabo y son útiles para asociarlas a una eficacia del sistema de aislamiento son las de cualificación, que buscan establecer la variabilidad de las propiedades de los aisladores bajo distintos escenarios de cambios de temperatura, envejecimiento, velocidad de aplicación de las fuerzas, entre otros.

 

6. Casos de estudio: una actividad crucial es la de examinar proyectos anteriores donde se hayan usado aisladores y analizar su comportamiento durante eventos sísmicos reales. Esta información le brindará una perspectiva valiosa sobre la efectividad de los aisladores en situaciones reales. Inclusive si la estructura no ha sido sometida a sísmicos, hay información fundamental que puede ser analizada como la experiencia en el proceso de diseño, fabricación e instalación, perspectivas de los ingenieros diseñadores y del constructor, así como el estado de los dispositivos. 

 

7. Asesoramiento de expertos: consulte a ingenieros especializados como Grupo Y para obtener el acompañamiento y experiencia práctica en la selección y evaluación de los aisladores sísmicos. Nuestro conocimiento y trayectoria en el campo nos permite brindar una perspectiva y recomendaciones precisas para garantizar la eficiencia y seguridad de los aisladores sísmicos y de su proyecto. 

  

La implementación de sistemas de aislamiento sísmico en proyectos de construcción representa una solución tecnológica avanzada y eficaz para garantizar la seguridad de los puentes y edificios frente a eventos sísmicos, protegiendo así la vida de las personas, su patrimonio y el de la nación. El conocimiento y experiencia de Grupo Y en ingeniería sísmica aseguran la correcta selección y evaluación de estos dispositivos.

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