Aisladores y Disipadores SsmicosSistemas de Aislacin y Disipacin Ssmica, son sistemas presentes entre la subestructura y la superestructura de edificios, puentes y tambin en algunos casos, en la misma superestructura de edificios, que permiten mejorar la respuesta ssmica de ellos, aumentando los periodos y proporcionando amortiguamiento y absorcin de energa adicional, reduciendo sus deformaciones segn sea el caso.

DESCRIPCIONDentro de la proteccin ssmica nos encontramos con distintas variantes, por lo que no hay que confundir aislacin ssmica con disipacin ssmica.Laaislacin ssmicaconsiste en desacoplar la estructura de la sub-estructura por lo que se utilizan los dispositivos llamados aisladores que se ubican estratgicamente en partes especificas de la estructura, los cuales, en un evento ssmico, proveen a la estructura la suficiente flexibilidad para diferenciar la mayor cantidad posible el periodo natural de la estructura con el periodo natural del sismo, evitando que se produzca resonancia, lo cual podra provocar daos severos o el colapso de la estructura.Por otra parte ladisipacin ssmicaes una de las partes esenciales en la proteccin ssmica, los disipadores tienen como funcin, como su nombre lo expresa, disipar las acumulaciones de energa asegurndose que otros elementos de la estructuras no sean sobre exigidos, lo que podra provocar daos severos a la estructura. Las complejas respuestas dinmicas de la estructuras requiere de dispositivos adicionales para controlar los desplazamientos horizontales.Caractersticas que poseen los aisladores ssmicos: Desempeo bajo todas las cargas de servicio, verticales y horizontales. Deber ser tan efectiva como la estructura convencional. Provee la flexibilidad horizontal suficiente para alcanzar el periodo natural de la estructura aislada. Capacidad de la estructura de retornar a su estado original sin desplazamientos residuales.Provee un adecuado nivel de disipacin de energa, de modo de controlar los desplazamientos que de otra forma pudieran daar otros elementos estructurales.

FICHA TECNICAESPECTRO GENERAL DE DISEO. Reduccin de aceleracin mediante aislacin ssmica

Losaisladores ssmicosactan modificando el periodo natural de la estructura no aislada de modo de reducir la aceleracin sobre la estructura aislada.ESPECTRO GENERAL DE DISEO. Efecto de disipacin de energa.

LosDisipadores Ssmicos, actan disipando grandes cantidades de energa, asegurando que otros elementos estructurales no sufran demandas excesivas que signifiquen daos. Pero la mejor forma de asegurar la estructura durante un sismo es combinar ambos sistemas de proteccin ssmica, proporcionndole a esta una mayor capacidad de amortiguacin durante un evento ssmico y una mejor respuesta durante este. Cuando existe estructuras donde el uso de aisladores ssmicos no es recomendable (EJ: Suelos Blandos), sistemas de amortiguamiento con alta capacidad de disipacin son la mejor alternativa de proteccin ssmica.

TIPOS DE AISLADORES SISMICOS

Aislador con centro de Plomo Aislador sin ncleo Plomo Deslizador de superficie curva

Losaisladores Ssmicos con centro de plomo,mantienen una rigidez inicial y una amortiguacin que llega al 30%.Losaisladores Ssmicos sin ncleo de plomo,estn compuestos de una mixtura especial de caucho y placas de acero que permiten otorgar una amortiguacin de hasta un 16%.Losaisladores de Pndulo o superficie curvacon RoboSlide(Superficie controlada por sensores) permitiendo una amortiguacin sobre el 30%. Estos transmiten el esfuerzo vertical a la cimentacin registrando rotaciones de una esfera contra una superficie cncava. La superficie permite movimientos longitudinales como transversales con la posibilidad de controlar los sentidos de los movimientos mediante sus barras de control.

TIPOS DE DISIPADORES

Disipador RESTON SA Disipador RESTON STU Disipador RESTON PSD

Losdisipadores RESTON SAde amortiguacin hidrulica para disipar la energa y controlar desplazamientos.Losdisipadores RESTON STU, son dispositivos de conexin temporal que proveen una conexin rgida bajo movimientos de alta velocidad.Losdisipadores RESTON PSD, son dispositivos de amortiguacin de fluido viscoso diseados para poseer una funcin de resorte que retorna a su posicin al terminar el evento ssmico.

Aislacin Ssmica y Disipacin de EnergaComo forma de disminuir los efectos de los sismos en las estructuras o edificios, en Chile se esta utilizando la aislacin ssmica de base y la disipacin de energa. Ambas metodologa han demostrado a nivel mundial que son capaces de disminuir notoriamente los daos que producen los terremotos en las estructuras o edificios.Aislacin ssmica de base Esta basada en la idea de aislar una estructura del suelo mediante elementos estructurales que reducen el efecto de los sismos sobre la estructura. Estos elementos estructurales se denominan aisladores ssmicos y son dispositivos que absorben mediante deformaciones elevadas la energa que un terremoto transmite a una estructura. Estos dispositivos pueden ser de diferentes tipos y formas, los mas conocidos son los basados en goma de alto amortiguamiento, goma con ncleo de plomo, neoprenicos o friccinales. Al utilizar estos elementos, la estructura sufre un cambio en la forma como se mueve durante un sismos y una reduccin importante de las fuerzas que actan sobre ella durante un sismo.

Efecto de un sismo en un edificioEfecto de un sismo en un edificio con aislacion de base

En Chile los mas usados son los de goma de alto amortiguamiento y los neoprenicos. Una aplicacin de esta tecnologa lo constituye elEdificio Andalucaque fue el primer edificio habitacional en Chile con aislacin ssmica de base. Actualmente tambin se utiliza esta tecnologa en obras civiles como elViaducto Marga-Margaque fue el primer puente carretero construido con aislacion ssmica de base.

Aislador Edificio AndalucaAislador Viaducto Marga-Marga

Disipacin de energa Esta basada en la idea de colocar en la estructura dispositivos destinados a aumentar la capacidad de perder energa de una estructura durante un terremoto. Toda estructura disipa o elimina la energa de un sismo mediante deformaciones. Al colocar un dispositivo de disipacin de energa en una estructura, estos van ha experimentar fuertes deformaciones con los movimientos de la estructura durante un sismo. Mediante estas fuertes deformaciones se incrementa notablemente la capacidad de disipar energa de la estructura con una reduccin de las deformaciones de la estructura. Estos dispositivos se conocen como disipadores de energa o amortiguadores ssmicos y pueden ser de diversas formas y principios de operacin. Los mas conocidos son en base a un elemento viscoso que se deforma o con un elementos metlico que logra la fluencia fcilmente.

Ensayo de Disipador Viscoso de EnergaDisipadores Viscosos de Energa

En Chile, son de uso reciente en estructuras. El caso mas conocido es elPuente Amolanasque tiene 4 amortiguadores ssmicos.La divisin estructuras-construccin del Departamento de Ingeniera Civil de la Universidad de Chile investiga la forma de desarrollar este tipo de tecnologa y aplicarla en Chile. Fruto de estos trabajos son aplicaciones pioneras de la aislacin ssmica de base en Chile, tales como el edificio Andaluca que es el primer edificio habitacional antissmico del pas, el Viaductos Marga-Marga que introdujo en el pas la aplicacin de aislacin ssmica en obras viales y el Puente Amolanas que introdujo la aplicacin de disipacin de energa en obras viales.

Edificio AndalucaViaducto Marga-MargaPuente Amolanas