Los aisladores sísmicos reducen la transmisión de vibraciones, mientras que los disipadores de energía absorben y disipan la energía sísmica, fortaleciendo estructuras ante sismos. ¡Conózcalos en esta nota para tomar una desición inteligente!
Los aisladores sísmicos y los disipadores de energía son dos componentes esenciales en la protección de estructuras frente a los efectos de los terremotos. Estos elementos han revolucionado el enfoque de la ingeniería, ofreciendo soluciones que reducen significativamente los riesgos asociados a los eventos sísmicos.
Los aisladores sísmicos, en su esencia, buscan aislar la estructura de un edificio o una infraestructura del movimiento del suelo durante un terremoto. Bajo este enfoque se busca minimizar la transferencia de las fuerzas generadas por un terremoto hacia la estructura, protegiendo así la vida de las personas, la estructura y también los contenidos de la misma. Por otro lado, los disipadores de energía actúan absorbiendo y disipando, la energía producida durante un terremoto, lo que atenúa su impacto en la estructura.
Si le interesa conocer más, en la siguiente nota de Escobar y Martínez le mostraremos con detalle las diferencias de cada uno y las ventajas que tiene utilizarlos para diferentes proyectos estructurales. ¡No deje de leer!
¿Qué son los aisladores sísmicos?
Los aisladores son elementos que se ubican entre la subestructura y la superestructura de las construcciones y sirven para separar una edificación de los movimientos que se puedan producir en el suelo, ya que proveen mayor flexibilidad entre la cimentación y la construcción. Los aisladores sísmicos reducen notablemente la rigidez de los sistemas, aumentando su periodo natural y con ello disminuyendo las aceleraciones generadas por el sismo. Los aisladores sísmicos además tienen la capacidad de amortiguar los efectos del sismo, logrando una reducción de las ordenadas del espectro elástico de aceleraciones, lo cual se logra debido al amortiguamiento histerético en los sucesivos ciclos de desplazamiento del dispositivo.
El aislamiento sísmico es un sistema de control que mitiga tanto la deriva entre pisos como las aceleraciones de pisos altos debido a su influencia en el desempeño general de la estructura. Un efecto muy importante de la implementación del aislamiento de base es llevar la estructura a evitar el comportamiento no lineal y, por tanto, los posibles daños a los elementos no estructurales como fachadas, muros interiores y objetos arquitectónicos. Esto hace que el aislamiento sea un enfoque muy atractivo no solo para la construcción de obras nuevas, sino para la adaptación sísmica de estructuras existentes.
Funciones de los aisladores sísmicos
- Proveer la flexibilidad horizontal necesaria para lograr un periodo natural suficiente para mantener aislada la estructura. E&M, especializado en los apoyos elastoméricos, cuenta con esta solución integral de aisladores sísmicos para puentes y estructuras en general, ofreciendo una protección y durabilidad efectiva.
- Disipar la energía producida por el sismo mediante el efecto del amortiguamiento histerético.
- Poseen la capacidad de retornar la estructura a su posición original sin desplazamientos residuales.
- Deben garantizar que la estructura permanezca en servicio después de un terremoto.
- Deben soportar las cargas verticales de la estructura.
- Ser capaces de lograr los desplazamientos laterales impuestos por el sismo.
- Permitir el trabajo elástico de la estructura (impedir daños).
Ventajas de los aisladores sísmicos
- Se instala por debajo del nivel del suelo y no ocupa un espacio valioso.
Dato: Gracias a recientes avances en la tecnología de los aisladores, se han implementado sofisticaciones como los núcleos dúctiles de materiales que facilitan la amortiguación y esto aumenta los periodos de aislación mayores a un segundo.
- Cambio en la filosofía de diseño: esta tecnología permite cambiar el enfoque del diseño convencional en el cual la disipación de energía se da por ductilidad (daño) es los elementos estructurales, a una disipación concentrada en los aisladores, por lo tanto, la edificación trabajará en el rango elástico y sin daños asociados a comportamiento plástico.
- Menor costo de reparación: como la función de los aisladores sísmicos es evitar el daño en las estructuras durante un sismo, los costos de reparación son menores, lo que a largo plazo representa un ahorro económico considerable, especialmente después de un terremoto.
- Mantenimiento de la funcionalidad de las estructuras: los aisladores sísmicos permiten que las edificaciones mantengan su funcionalidad después de un terremoto. Esto resulta crucial en casos de estructuras críticas o indispensables como hospitales, centros de emergencia o puentes.
- Adaptabilidad a diferentes tipos de edificaciones: estos dispositivos son versátiles y pueden aplicarse a una amplia gama de estructuras, desde edificios de varios pisos hasta puentes, proporcionando una solución eficaz y adaptable a diversas situaciones.
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¿Qué son los disipadores de energía?
Imagen tomada de Polis - Civitas
Los disipadores de energía son dispositivos diseñados específicamente para absorber, disipar o desviar la energía generada durante un evento sísmico. Su principal función radica en reducir la cantidad de energía sísmica transferida a las estructuras de los edificios o infraestructuras, minimizando así los efectos dañinos de un terremoto.
Estos dispositivos trabajan disipando la energía cinética producida por el movimiento sísmico a través de diversos mecanismos. Pueden tomar la forma de amortiguadores hidráulicos, dispositivos viscosos o sistemas de masa sintonizada, entre otros. Su implementación se realiza estratégicamente en diferentes puntos de una estructura, como entre los niveles de un edificio o en las conexiones de un puente, con el propósito de reducir la amplitud de las vibraciones generadas por el sismo.
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Características de los disipadores de energía
- Ofrecen un incremento en el amortiguamiento según sea el nivel de energía producida por la vibración y desplazamiento de las estructuras a causa de terremotos.
- Reducen las deformaciones diferenciales de la estructura durante un sismo, mitigando de esta manera los daños en la misma. Esto permite reducir la probabilidad de colapso y pérdida operacional de la estructura donde se instalen.
- Funcionan como fusibles al activarse durante terremotos, sin embargo, después pueden reemplazarse si resultan afectados negativamente durante el sismo
- Pueden ser usados en conjunto con sistemas de aislamiento de base para lograr las propiedades objetivo de una estructura.
- Pueden usarse para la rehabilitación o repotenciación de estructuras existentes sin recurrir a métodos más invasivos como el recrecimiento de secciones.
Diferencias clave entre aisladores y disipadores
- Aisladores sísmicos:
- Aíslan la estructura del movimiento sísmico.
- Amortiguan la energía por medio de la histéresis.
- Ubicados en la base, permiten movimientos horizontales controlados.
- Disipadores de energía:
- Absorben y disipan energía del sismo.
- Colocados en puntos estratégicos de la estructura.
- No afectan la rigidez, reducen la energía transmitida.
¿Cuál es el mejor sistema de protección?
La elección de estos sistemas sísmicos depende de las necesidades específicas de la estructura y del contexto del proyecto. Tanto los aisladores como disipadores son efectivos para la protección de las estructuras frente a eventos sísmicos. Los aisladores elastoméricos se centran en reducir la demanda sísmica y controlar el movimiento de la estructura, mientras que los disipadores absorben y distribuyen la energía generada durante un terremoto.
En ese sentido, es importante considerar que estos sistemas no son necesariamente excluyentes, sino que, por el contrario, pueden complementarse como una solución para garantizar que los edificios, puentes y estructuras tengan la seguridad, resistencia y durabilidad que las construcciones requieren, pensando en asegurar la vida de las personas y la protección del patrimonio de la sociedad.
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Artículo tomado en EYM Productos
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