Desde el Conicet y la UNCuyo avanzaron en un dispositivo para casas y edificios de hasta tres pisos, que podrá utilizarse en construcciones en proceso y terminadas.
El dispositivo diseñado por la UNCuyo y el Conicet puede ser una solución para muchas viviendas.
¿Cuántas casas en la Provincia de Mendoza tienen señales de haber sufrido las consecuencias de un sismo? Fisuras o grietas es algo que vemos en muchas construcciones locales. En muchos casos se trata de daños estructurales más serios, y el costo de intervenir es altísimo. Con esta realidad, es que investigadores del CONICET y de la Universidad Nacional de Cuyo, diseñaron un dispositivo que serviría para evitar el colapso de viviendas bajas durante un sismo o terremoto.
Ambas instituciones desarrollaron un sistema novedoso, cuya innovación fue publicada por la revista Engineering Structures. Así, este avance en materia estructural promete ser una solución más accesible para casas y edificios de hasta tres pisos ya que podrá utilizarse en construcciones en proceso y ya terminadas.
Desde hace décadas hay avances a nivel mundial para menguar los efectos de sismos, terremotos o vientos sobre edificios altos, principalmente, mientras que las soluciones a las estructuras más bajas habían quedado rezagadas.
Ahora, investigadores del CONICET y de la Universidad Nacional de Cuyo avanzaron en esto que consiste en la adaptación de un sistema de control de vibraciones para evitar el colapso de viviendas bajas durante un sismo o terremoto, que llaman "Amortiguadores Líquidos Sintonizados de alta frecuencia".
“Lo novedoso de nuestro desarrollo es que esta tecnología se puede aplicar no solo en viviendas bajas a edificar, sino también ya construidas en regiones con probabilidad de ocurrencia de eventos sísmicos o terremotos”, destacó el ingeniero Daniel Ambrosini, que lideró cuyos ensayos se realizaron en el Instituto de Mecánica Estructural y Riesgo Sísmico (IMERIS), en la Facultad de Ingeniería de la UNCuyo.
La frecuencia de vibración es una característica de cada vivienda, edificio, puente u otro tipo de construcción, que genera que durante un sismo naturalmente se mueva dicha estructura a una cantidad determinada de ciclos por segundo. Uno de los problemas más graves de los terremotos es cuando las frecuencias de vibración del suelo coinciden con la frecuencia de la estructura y este fenómeno, que se denomina resonancia, en muchos casos conduce al colapso de la estructura.
El nuevo sistema “Amortiguadores Líquidos Sintonizados de alta frecuencia” (ALS-AF) consiste en la adaptación de un sistema de control de vibraciones que se utiliza actualmente en edificios altos.
Los amortiguadores de masa sintonizados (AMS) compuestos por una masa sólida y un resorte, y los amortiguadores de líquido sintonizados (ALS) compuestos directamente con liquido dentro de un recipiente, en este caso agua, son dispositivos para controlar vibraciones de estructuras, los cuales son muy útiles, sobre todo en edificios ya construidos, donde es prácticamente inaplicable el aislamiento sísmico, una tecnología basada en aisladores, generalmente de goma, instalados en la base de edificaciones.
“El sistema que desarrollamos permite controlar vibraciones sísmicas en estructuras bajas utilizando ALS-AF". Lo que produce es la transferencia de energía de la estructura principal (vivienda) a un sistema secundario (dispositivo), este la absorbe y la disipa.
"Son aparatos que funcionan en el lugar donde los desplazamientos producidos por el terremoto sean mayores, o sea en la parte más alta, ya sea techo o terraza”, explicó Martín Domizio, también líder del proyecto e investigador del CONICET en el IMERIS.
"En Europa, Estados Unidos, Japón e inclusive Chile están usando este tipo de dispositivos en edificios altos, sobre todo por el viento. Pero este sistema es nuevo, inédito para construcciones bajas", destacó Ambrosini.
"Es un sistema muy útil para aquellas viviendas o edificios que presenten algunos daños estructurales para mejorar la seguridad. Trabajar sobre las estructuras puede ser muy caro y complejo, por eso esto puede ser una gran alternativa en estos casos", agregó el ingeniero.
“El dispositivo tradicional, o sea ALS sería algo así como si se colocaran muchos recipientes pequeños de agua en la parte superior de una estructura, y en el momento del sismo cuando ésta empieza a vibrar, también lo hace el agua, por ende la energía se transfiere a estos recipientes y se elimina por fricción en las paredes del recipiente, y al estar sintonizado la estructura vibra mucho menos”, explicó Ambrosini quien es doctor en Ingeniería. Y agrega: “Lo original del nuevo dispositivo desarrollado (ALS-AF) es el agregado de una tapa metálica y resortes, especialmente diseñados, que fuerzan al líquido a vibrar a la frecuencia más alta, que se requiere en viviendas de baja altura”.
Se realizó un conjunto de ensayos experimentales de modelos a escala reducida sobre una mesa vibratoria que permite reproducir terremotos y otros tipos de movimientos. Los modelos fueron sometidos a 3 terremotos: Landers 1992, Mendoza 1985 y Northridge 1994. Los investigadores midieron aceleraciones absolutas y desplazamientos relativos y comprobaron que el sistema desarrollado pudo reducir ambos parámetros.
“Es muy importante destacar que en el mundo hay mucho desarrollo para estructuras de importancia, como edificios grandes, estructuras de embajadas, centrales nucleares, puentes, y otras construcciones, sin embargo, hay pocos desarrollos para estructuras bajas como viviendas”, destacó Domizio, también doctor en Ingeniería. Y resaltó que hay muy pocas soluciones para viviendas ya construidas.
Por el contrario, si la estructura es nueva hay alternativas para protegerla de los terremotos, como es el caso del aislamiento sísmico. En Mendoza, esta tecnología se aplicó cuando se construyó el edificio del Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM, CONICET -UNCuyo) y una residencia de la Facultad Regional Mendoza de la Universidad Tecnológica Nacional.
El sistema "Amortiguadores Líquidos Sintonizados de alta frecuencia" ya fue patentado. Ahora falta que una empresa compre dicha patente e inicie el desarrollo de estos dispositivos para que sean comercializados.
Cabe aclarar que no se trata de algo estándar ya que cada construcción tiene su propia frecuencia vibratoria, que se mide a través de acelerómetros.
"No se trata de algo muy complejo de llevar a cabo utiliza materiales muy comunes, como acrílico, resortes, una tapa de acero y líquido", señaló Ambrosini por lo que estimó que es viable que se avance en la comercialización de estos dispositivos.
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