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Aisladores sísmicos, una buena opción para edificaciones en Colombia
Modelo 3D de una estructura aislada y de una estructura tradicional. Foto: Sergio González.
Detalle de un deslizador y de un aislador. Foto: Sergio González.
Corte estructural con aisladores. Foto de: Sergio González.
Edificio Fundadores de la Universidad Autónoma, que usa el sistema de aisladores. Foto: Universidad Autónoma.
Edificio Rogelio Salmona de la Universidad de Caldas que también se construyó con aislamiento sísmico. Foto: Universidad de Caldas.
Estos resultados se obtuvieron en un comparativo sobre lo que representaría instalar los aisladores sísmicos en un hospital de 18 pisos que se construirá en Armenia –el primero en esta ciudad con dichos elementos– y otro edificio en Manizales que no cuenta con el sistema.
Dichos elementos –altamente flexibles– compuestos de caucho o goma y un núcleo de plomo, en los que se apoyan las columnas de la edificación, terminan recibiendo la fuerza sísmica, disipan la energía y evitan que la estructura sufra daños durante un terremoto.
La idea del ingeniero civil Sergio González Gordon, magíster en Ingeniería - Estructuras de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, era mostrar los beneficios de este sistema.
Para su estudio, que arrancó hace cuatro años con un curso de aislamiento sísmico dictado por la empresa Dynamics Isolation Systems (DIS) –el cual tomó con ingeniero Jaime Idárraga–, escogió a la capital de Caldas por los antecedentes de construcciones como la Torre Emblemática de la Universidad de Manizales y el Edificio Rogelio Salmona de la Universidad de Caldas, aunque hay múltiples empresas proveedoras del sistema como Mageba (proveedor de servicios de ingeniería civil), entre otras.
“Tomé dos casos de estudio, implementé el sistema y coticé directamente con esta empresa. La clínica, en un área de 30.000 m2, será el primer edificio de Armenia con este aislamiento, los planos están finalizados”, menciona el ingeniero González.
También se hizo un ejercicio académico con el edificio residencial Venetto, que consta de 2 torres y una plataforma. Aunque ya está construido, se quiso analizar el desempeño sísmico con los aisladores, a través de una simulación que demostró ser superior a lo convencional.
La idea de los aisladores sísmicos surgió en Nueva Zelanda hace 40 años, pero fue en Japón –país con alta actividad sísmica– donde más se implementaron. Mientras Colombia cuenta con 10 edificaciones que utilizan aisladores sísmicos –4 en Manizales–, Japón tiene 8.000 estructuras con este sistema.
Aunque en Colombia existe el Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente (NSR-10), este no cuenta con un capítulo específico sobre aisladores, por lo que para usarlos se acude al código 716 de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE) de Estados Unidos.
Para analizar la viabilidad de su uso se acudió a una simulación con el software Etabs no lineal, que permite simular aisladores e incluso diseñar elementos estructurales. El análisis se hizo con 30 aisladores tipo LRB (de goma y núcleo de plomo) y deslizadores (usados en zonas con columnas de un piso).
Cuando los aisladores se dañan por el impacto de un sismo se pueden reemplazar con gatos hidráulicos, lo que garantiza que edificaciones importantes como el hospital puedan seguir activas. Como resultado, allí se estableció que la aceleración del piso (sensación frente al temblor de la persona que lo ocupa) fue 2,5 veces menor a una estructura tradicional.
“En derivas, que son el desplazamiento de piso, se logró llegar al 1 %, como se exige en estructuras de base fija. Al utilizar los aisladores sísmicos se alcanza este límite de derivas solo con el sistema aporticado (columnas y vigas), sin necesidad de utilizar muros en concreto reforzado, lo cual en estructuras de base fija no es fácil de lograr”, explica el ingeniero.
Además se logró reducir la fuerza cortante del piso o la acción que permite que una estructura permanezca funcional (seis veces menor), que repercute en la fuerza sísmica que llega al edificio. En costos, el aumento del presupuesto fue de 2,2 %, sin tener en cuenta las ventajas de la funcionalidad.
En el caso del edificio residencial, la aceleración del piso fue 3,27 veces menor, también se logró un 1 % en las derivas y la fuerza cortante se redujo 4,7 veces durante el evento sísmico.
El ingeniero González considera que aunque no es requisito usar estos sistemas para construir, sí son una buena opción en obras como hospitales o instituciones educativas. Los resultados de su estudio también se presentaron en una ponencia en el Congreso Nacional de Ingeniería Sísmica - 2019 y en un simposio en la Universidad Libre de Pereira.
