A lo largo de la historia, los eventos sísmicos han ocasionado numerosas pérdidas humanas y materiales. Un trabajo reciente de investigación de la Facultad de Ingeniería de la UNCUYO y del Conicet indaga en el uso de amortiguadores de masa sintonizados (AMS) para reducir el daño y la probabilidad de colapso en estructuras civiles ocasionado por la acción sísmica de falla cercana.

“Es un sistema relativamente sencillo, ya que podríamos definirlo como una masa que se pone en una parte superior de un edificio y se vincula al mismo a través de un resorte. Esto hace que la masa y el resorte oscilen relativos al edificio. De esta manera, la frecuencia o ritmo en la que se mueve es la misma frecuencia con la que se mueve el edificio. Esto lo que permite es absorber energía de la estructura, lo que termina repercutiendo en menos daño para la misma”, explicó el director del proyecto, Martín Domizio, docente de la Facultad de Ingeniería de la UNCUYO e investigador del Conicet.

“Hasta el momento, hemos realizado todos los ensayos en nuestro laboratorio. Todavía las implementaciones no las hemos realizado, pero con toda la problemática de la pandemia, la parte experimental está un poco retrasada, aunque esperamos que cuando podamos retornar al laboratorio, podamos comenzar a trabajar más en la parte de campo”, agregó.

Qué tan cerca estamos de un nuevo terremoto

En California esperan al "Grande". Así llaman en Estados Unidos al inminente terremoto que todos los cálculos indican que debería producirse en los próximos años por la falla de San Andrés. En Mendoza estamos acostumbrados a convivir con sismos, pero ¿qué sucedería si hubiese un nuevo terremoto?

Situación edilicia en Mendoza

Puntualmente el grupo de investigación busca encontrar una alternativa de protección superadora de los AMS tradicionales que reduzca efectivamente la vulnerabilidad de las estructuras civiles de la región, ya sean nuevas o existentes, donde los eventos sísmicos severos de origen local son de corta duración. “Este sistema no apunta a las construcciones nuevas (las cuales tienen alternativas más efectivas, como la aislación de base) sino que apuntamos a los edificios existentes, puesto que es muy difícil aplicar esta aislación de base y, además, es mucho más caro. Nuestro enfoque se refiere sobre todo a los edificios antiguos, que están diseñados con códigos de más de 30 años y consideramos que ya son obsoletos”, afirmó Domizio.

“Las estructuras nuevas están siendo diseñadas con códigos de edificación que realmente tienen en cuenta aspectos que son de avanzada en lo que refiere a la construcción, por lo que considero que estamos por el buen camino. En cuanto a las estructuras antiguas, pensamos que lo primero que se debe hacer es algún tipo de monitoreo para determinar cómo están esas estructuras y, con base en estos datos, tomar las medidas correspondientes”, continuó.

Imagen 001: Mecanismo de colapso de una estructura de hormigón armado ocasionado por acción sísmica, obtenido mediante simulación numérica no lineal.

Una vez verificadas en los ensayos experimentales, se prevé la construcción de un prototipo del AMS propuesto, monitoreando su respuesta y comprobando si su comportamiento se condice con las simulaciones y ensayos de laboratorio previos. En este sentido, el grupo de investigación ya ha identificado las propiedades dinámicas de un edificio de la Ciudad de Mendoza donde se instalaría el prototipo, porque conocer estas propiedades es el primer paso para su diseño. Para obtener más información sobre la investigación, consultar en: www.uncuyo.edu.ar/prensa.

Funcionamiento del AMS

El AMS consiste en una masa, un resorte y un amortiguador viscoso que se emplea para reducir las vibraciones estructurales y su uso no tiene precedentes en el país en estructuras civiles. “La absorción de energía por parte del dispositivo es posible porque la masa del AMS oscila a una frecuencia o ritmo similar a la frecuencia de la estructura protegida, lo que evita el fenómeno de la resonancia que resulta ser perjudicial para la estructura. Debido a este principio de funcionamiento, decimos que el dispositivo está ‘sintonizado’ con la estructura a proteger”, destacó el ingeniero.

Ensayo experimental en mesa vibratoria de estructura metálica aporticada con AMS materializado con un sistema masa-resorte

El equipo viene haciendo pruebas de AMS tradicionales en escala reducida en el Área de Dinámica Experimental del Instituto de Mecánica Estructural y Riesgo Sísmico (Imeris) de la Facultad de Ingeniería. Los ensayos fueron realizados en una mesa vibratoria que es capaz de reproducir físicamente el movimiento del suelo durante un evento sísmico. “No existen en Argentina implementaciones de AMS en estructuras civiles en la actualidad, y la instalación de un prototipo sería un importante avance en este sentido”, indicó Domizio.  

Experimento AMS: Mesa vibratoria de estructura metálica aporticada con AMS materializado con un sistema masa-resorte donde se realizan los ensayos

También señaló: “El potencial uso de AMS resulta atractivo, ya que implica costos de fabricación, instalación y mantenimiento relativamente bajos en comparación con otras alternativas de protección sísmica, en particular para el refuerzo o rehabilitación de estructuras existentes que deban ser adecuadas a los requerimientos actuales del diseño sismorresistente”.  

Para desarrollar el trabajo, obtuvieron financiamiento de la Secretaría de Investigación, Internacionales y Posgrado (SIIP) de la UNCUYO, del Conicet y de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica  (Anpcyt). (http://ingenieria.uncuyo.edu.ar/paginas/index/area-dinamica-experimental).