Los dispositivos antisísmicos y antivibratorios se utilizan para modificar la respuesta sísmica o, en general, dinámica, de una estructura. Esto puede hacerse mediante el aislamiento sísmico, la disipación de energía, la introducción de vínculos permanentes o temporales.
Se utilizan para proteger edificios, puentes, viaductos o cualquier otra estructura.
Tipologias
Los aislantes elastoméricos de la serie SI consisten en capas alternas de acero y elastómero conectadas por vulcanización. Su comportamiento puede ser modelado como lineal, usando la rigidez equivalente y el factor de amortiguamiento viscoso equivalente. Suelen estar hechos con compuestos elastoméricos de alto amortiguamiento, es decir, con un coeficiente de amortiguamiento viscoso equivalente del 15% a una deformación de corte del 100%.
Clasificación
- SI – [tipo de compuesto] [diámetro del elastómero (mm)] / [espesor de las capas elastoméricas (mm)]
Los aislantes serie LRB son aislantes elastoméricos con uno o más núcleos de plomo. La plasticización del plomo permite obtener un coeficiente de amortiguamiento viscoso equivalente de hasta el 30%. El vínculo constitutivo de los aislantes de la serie LRB es bilineal, por lo que deben utilizarse modelos no lineales en el diseño.
Clasificación
- LRB - [tipo de compuesto] [diámetro del elastómero (mm)] / [espesor de las capas de elastómero (mm)] - [diámetro del núcleo de plomo (mm)].
Los aislantes deslizantes de superficie curva, o aislantes de péndulo, utilizan la fuerza de la gravedad como fuerza de recentrado; el principio de funcionamiento es el del péndulo. La disipación de energía es proporcionada por la fricción. Los parámetros del enlace constitutivo bilineal dependen del radio de curvatura y del coeficiente de fricción. Pueden ser de superficie curvada simple (serie FIP) o doble (serie FIP-D). Por lo general es más conveniente utilizar aislantes de superficie doblemente curvada, que permiten reducir las dimensiones en planta.
Clasificación
- FIP - [tipo de fricción] [número convencional] / [desplazamiento total (mm)] ( radio de curvatura (mm) )
- FIP-D - [tipo de fricción] [número convencional] / [desplazamiento total (mm)] ( radio de curvatura (mm) )
Estos aislantes son la combinación en un solo dispositivo de un aparato de apoyo y disipadores; estos últimos son normalmente disipadores histéricos de acero y/o disipadores viscosos. Por lo tanto, se caracterizan por una alta capacidad disipadora. El aparato de apoyo puede ser multidireccional o unidireccional. Los aislantes también pueden incluir dispositivos de vínculo dinámico o de vínculo de fusible mecánico.
Los disipadores viscosos de las series OTP u OP son dispositivos de cilindro/pistón en los que la laminación de un fluido de silicona a través de un circuito hidráulico adecuado permite la disipación de energía. El típico vínculo constitutivo fuerza-velocidad que resulta es no lineal, es decir, F=Cvα, donde F es la fuerza, C es la constante de amortiguamiento, v es la velocidad, y α=0,15. Bajo pedido, se pueden realizar con diferentes valores del exponente α.
Clasificación
- OTP [carga axial en SLC (toneladas)] / [desplazamiento total (mm)].
- OP [carga axial en SLC (toneladas)] / [desplazamiento total (mm)].
Los disipadores viscosos recentradores son dispositivos de cilindro/pistón caracterizados por un vínculo constitutivo en el que la fuerza de reacción F depende tanto de la velocidad v como del desplazamiento x, según la ley F=F0+Kx+Cvα, donde F0 es la posible fuerza de precarga, K es la rigidez, C es la constante de amortiguación y α=0,15. La fuerza de precarga puede ser útil a veces para evitar el desplazamiento por acciones horizontales de servicio.
Los disipadores histeréticos de acero explotan la plasticización de elementos de acero de forma adecuada, diseñados para asegurar un comportamiento cíclico estable. Los elementos tipo arco de luna y de poste son los más utilizados para los puentes, mientras que los disipadores histeréticos axiales de inestabilidad restringida (Buckling Restrained Axial Dampers - BRAD®) son los más utilizados como tirantes disipadores en los edificios.
Los dispositivos de vínculo dinámico, también conocidos con el nombre inglés de «shock transmitters» (transmisores de choque), constituyen un vínculo muy rígido contra la acción dinámica, mientras que permiten movimientos lentos de las estructuras, por ejemplo los producidos por las variaciones térmicas, sin ofrecer una resistencia apreciable. Por consiguiente, se utilizan en los casos en que el comportamiento estructural debe ser diferente para las acciones de servicio y para las acciones sísmicas o dinámicas.
Clasificación
- OT [carga axial en SLC (toneladas)] / [desplazamiento total (mm)].
Los dispositivos de vínculo de fusible mecánico de la serie SR impiden los movimientos relativos entre las partes conectadas hasta que se alcanza un umbral de fuerza. Cuando se supera esta fuerza, la ruptura de un elemento de sacrificio permite tales movimientos. Se utilizan para excluir el sistema de protección sísmica en condiciones de servicio, permitiéndole operar libremente durante el terremoto de diseño.
Los dispositivos de aleación con memoria de forma SMAD® son dispositivos axiales de vínculo que explotan las propiedades superelásticas de las aleaciones con memoria de forma. La curva fuerza-desplazamiento, caracterizada por una o más "mesetas" (tramos en los que la fuerza permanece casi constante a medida que aumenta el desplazamiento), permite a los SMAD® limitar la fuerza máxima transmitida a la estructura a la que están conectados. Se caracterizan también por una alta capacidad de recentrado.
Los amortiguadores de masa sintonizada, también conocidos como «Tuned Mass Dampers» (TMD, o AMS en español), consisten en un sistema de masa/muelle/disipador que se sintoniza para resonar a la frecuencia perturbadora y así disipar la energía que se transfiere de la estructura al AMS.
Suelen utilizarse en estructuras flexibles afectadas por fenómenos externos caracterizados por una gama de frecuencias perturbadoras capaces de excitar la propia frecuencia de la estructura. Las aplicaciones típicas son las de pasarelas peatonales, puentes atirantados, tejados y gradas de estadios, chimeneas, torres y rascacielos, etc.
ISOLART® es una familia de productos especiales de aislamiento sísmico desarrollada para la protección de obras de arte, pero también aplicable a otros objetos ligeros, como contenedores, servidores, aparatos críticos o muy sensibles a las aceleraciones, etc.
Estos productos se articulan en ISOLART® PENDULUM, similar al aislador deslizante de superficie curva, e ISOLART® SMA, sistema patentado basado en las propiedades superelásticas de las aleaciones con memoria de forma.
