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28 de agosto de 2019 | por: Comunicación EADIC | 0 comentarios

Rol del aislamiento de base en las estructuras

Los aislamientos de base tienen el objetivo fundamental de reducir el cortante basal inducido por el sismo de diseño en una estructura. Su funcionamiento consiste en añadir un nuevo modo de vibración de baja frecuencia y elevado amortiguamiento que induzca un movimiento de sólido rígido sobre la estructura, reduciendo las fuerzas y los desplazamientos de la misma hasta en un 75%.

A la izquierda, comportamiento normal de un edificio ante un sismo. A la derecha, comportamiento con un aislamiento de base

 

Los aisladores deben tener obligatoriamente el siguiente par de características fundamentales:

  1. Gran rigidez vertical y elevada flexibilidad horizontal, para poder absorber la mayor parte de las cargas laterales inducidas por el sismo.
  2. La capacidad necesaria para resistir el peso de la estructura.

Además es deseable que presenten otras características:

  • Elevada capacidad de amortiguamiento o disipación de energía
  • Ciclos de histéresis estables
  • Durabilidad ante el efecto de los diversos agentes externos
  • Facilidad de mantenimiento

En el caso de los puentes, dado que el diseño de las cimentaciones se realiza en el rango elástico, y el aislamiento de base puede reducir enormemente estas fuerzas, el ahorro de costes en la cimentación es evidente e inmediato. En el caso de los edificios, el ahorro económico se produce más a largo plazo, durante la vida útil de la estructura.

Los tipos de aisladores se pueden dividir en dos grandes grupos:

A) Aisladores de goma:

Su característica fundamental es que presentan un comportamiento lineal, es decir, independiente de la frecuencia.

Consisten básicamente en apoyos de neopreno armado con placas de acero. Normalmente se les añade un núcleo de plomo o aditivos como la ferrita para aumentar la capacidad de amortiguamiento. Durante el terremoto, el núcleo de plomo se deformará en el rango plástico.

Estos aisladores se suelen disponer junto con otros elementos, tales como disipadores metálicos y amortiguadores.

Aislador de goma LRB (“Lead Rubber Bearing”)

Aislador de goma LRB (“Lead Rubber Bearing”)

 

B) Aisladores de fricción o FPS (“Friction Pendulum System”)

El concepto de sistema de deslizamiento se utiliza junto con la noción de una respuesta de tipo péndulo, por medio de un control deslizante articulado en una superficie esférica cóncava; el sistema de péndulo de fricción está compuesto por un deslizador articulado sobre una superficie de acero inoxidable.

Aisladores de fricción o FPS (“Friction Pendulum System”)

Aisladores de fricción o FPS (“Friction Pendulum System”)

Su característica fundamental es su elevada capacidad para disipar energía, aunque presentan algunos inconvenientes entre los que cabe destacar:

  • Elevado coste.
  • Introducción de altas frecuencias debido a su comportamiento fuertemente no lineal.
  • Pueden producir movimientos extraños y no controlados en plantas asimétricas, debido a la acción de las torsiones.

Ambos tipos de aisladores pueden funcionar de forma combinada.

 

Autora: Ana Menéndez, docente del Máster en Geotecnia y Cimentaciones de EADIC

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