El Blog del Ingeniero Civil

El equipo de ingeniería de las empresas IPD y Degenkolb compararon dos sistemas de protección sísmica para usarlo en la construcción del Hospital Van Ness de California, el sistema de aisladores en la base y el sistema de amortiguamiento en los pórticos.

Hospital Van Ness

De la comparación de estos dos sistemas indicaron que con el sistema de aislamiento tendrían que hacer una superestructura superior con un marco principal reforzado, es decir una estructura rígida y con el sistema de amortiguadores tendrían que hacer un sistema de marcos resistente a momentos.

En esta etapa del proceso de definiciones el sistema de marcos resistente a momentos con amortiguadores redujo notablemente los costos con respecto al marco rígido convencional, ya que las secciones tendrían que ser menores. Así mismo, construir un sistema simple de pórticos amortiguados era más fácil que construir un foso de revisión y mantenimiento para el sistema de aisladores.

Foso de inspección de aisladores

Los ingenieros estructurales de las empresas en cuestión saben que la ecuación que representa el comportamiento dinámico de las estructuras toma en cuenta la masa, rigidez de la estructura y el amortiguamiento intrínseco de la estructura y que al adicionarle un amortiguamiento externo disipamos en mayor grado la energía entrante por el sismo, haciendo que nuestras estructuras no sean tan rígidas de lo habitual ya que el que toma gran parte de la energía son los amortiguadores, además pueden controlar los desplazamientos.

ma(t) + cv(t) + kx(t) + amortiguamiento Externo = – mag

En los Estados Unidos el uso de amortiguadores es mayor con respecto a los aisladores.

Los amortiguadores de pared viscosa que se ha instalado en la estructura fueron desarrollados en Japón por la empresa Sumitomo Construction Company.

Amortiguadores instalados

En ensayos se demostró una disminución de la aceleración en 50% y una reducción de 66% en los drift de entrepiso, prácticamente la reducción de la carga de un sismo severo a un sismo de servicio.

El amortiguador viscoso utilizado en el proyecto consiste en un cajón vertical sujeto a la base del piso y una paleta vertical sujeta a la viga superior que durante un sismo este se desplaza dentro del cajón en un medio viscoso que proporciona el amortiguamiento.

Amortiguador Viscoso

Para el diseño se utilizó el software PERFORM del CSI. El modelo incluía elementos no lineales para representar los amortiguadores, las conexiones y columnas principales. Para esto se realizaron dos modelos, el primero para representar el amortiguador conectado a la base y el segundo modelo para representar el amortiguador conectado a la parte superior (vigas) .

Se utilizaron diez registros sísmicos con los cuales se logró obtener espectros para el sismo esperado y el de máxima demanda.

En conclusión el sistema de amortiguadores reducirá en un 90% la energía sísmica en el Hospital, reducirá también en un 25% el costo total de la obra y la reducción del peso de la estructura en un 50%.

Es importante que en Perú se tome en consideración estas tecnologías que se usa en EEUU para los Hospitales y no limitarnos al uso exclusivo de Aisladores Sísmicos para los Hospitales.

En cuanto a costos un aislador sísmico se puede encontrar en el mercado en un promedio de 5000 dolares y un amortiguador en 600 dolares.

Usar amortiguadores nos traería una reducción en costos, procesos constructivos y las estructuras se mantendrían en servicio y operación.