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Tecnologias en sismo recistencia

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Trabajo sobre tecnologia en sismo resistencia
Presentado al Instructor ING.Wilmer Andres Silva Moriano, Aplicando el modelo gavilan.

Centro de la Construcion
Regional valle

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Tecnologias en sismo recistencia

  1. 1. AVANCES TECNOLOGICOS EN SISMORESISTENCIA DANIA RAMOS GUZMAN DIGNA PATRICIA CORDOBA QUINCHUA JULIAN DAVID TORO ALEGRIA NATALIA CARDENAS GONZALEZ PHANOR GAMBA DESARROLLO GRAFICO EN PROYECTOS DE ARQUITECTURA E INGENIERIA 595964 SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA CENTRO DE LA CONTRUCCION REGIONAL VALLE SANTIAGO DE CALI 2014 1
  2. 2. AVANCES TECNOLOGICOS EN SISMORESISTENCIA DANIA RAMOS GUZMAN DIGNA PATRICIA CORDOBA QUINCHUA JULIAN DAVID TORO ALEGRIA NATALIA CARDENAS GONZALEZ PHANOR GAMBA DESARROLLO GRAFICO EN PROYECTOS DE ARQUITECTURA E INGENIERIA 595964 TRABAJO ESCRITO Presentado a: ING.WILMER ANDRES SILVA MORIANO INSTRUCTOR TIC SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA CENTRO DE LA CONTRUCCION REGIONAL VALLE SANTIAGO DE CALI 2014 2
  3. 3. TEXTO DE LA DEDICATORIA Este trabajo va dedicado al Servicio Nacional de Aprendizaje Sena Centro de la Construcción Regional Valle, por su labor con todos los aprendices y también para el instructor de TIC Wilmer Andrés Silva quien con su dedicación y empeño nos ayuda en nuestra formación académica. Se lo dedicamos a todas aquellas personas, ingenieros y arquitectos que han contribuido al desarrollo y construcción de sistemas de sismo resistencia, que permiten construcciones más seguras y estables. 3
  4. 4. CONTENIDO INTRODUCCION ................................................................................................... 11 PASO 2, BUSQUEDA Y FUENTES DE EVALUACION DE LA INFORMACION . 13 PASO 3, ANALIZAR LA INFORMACION ............................................................. 14 ¿Qué es un sismo? .................................................................................................................... 14 ¿Qué es Sismo Resistencia? ................................................................................................... 15 -¿Cuáles son los principios de la sismo resistencia? ................................................... 15 Forma regular ........................................................................................................................ 15 Bajo peso ............................................................................................................................... 19 Mayor rigidez. ......................................................................................................................... 19 Buena estabilidad ................................................................................................................... 20 Suelo firme y buena cimentación ......................................................................................... 20 Estructura apropiada ............................................................................................................. 21 Materiales competentes ........................................................................................................ 21 Capacidad de disipar energía .............................................................................................. 22 Fijación de acabados e instalaciones ................................................................................. 22 -¿Qué programas se usan para detectar sismos y terremotos? ....................................... 24 -¿Cómo se disipa la energía sísmica?.................................................................................... 25 ¿Cuáles son las tecnologías más utilizadas en sismo resistencia actualmente? 1. Aislamiento de Base Sísmica basado en la levitación. ........................................................ 26 3. El uso de péndulos en amortiguadores de masa sintonizado .................................... 28 5. Estructuras de paredes con hormigón armado .................................................................... 30 6. Capa de Invisibilidad sísmica ................................................................................................. 30 4
  5. 5. En un estudio de 2012, investigadores de la Universidad de Nevada, Reno, compararon el desempeño sísmico de columnas de puentes de acero y hormigón con columnas hechas de nitinol y concreto. La aleación con memoria de forma superó a los materiales tradicionales en todos los niveles y se experimenta mucho menos daño. ......................................................... 32 8. Revestimiento en fibra de carbono....................................................................................... 32 9. Biomateriales .................................................................................................................... 33 ¿Cuáles son los materiales? ...................................................................................................... 34 10. Tubos de cartón. ............................................................................................................ 35 CONCLUSIONES .................................................................................................. 37 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................... 38 5
  6. 6. TABLAS Tabla 1Acceder a Fuentes Seleccionadas ......................................................... 13 6
  7. 7. TABLA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1 Estructura Sismo Resistente.................................................................................. 14 Ilustración 2 plantas sencillas....................................................................................................... 16 Ilustración 3 Elevaciones sencillas .............................................................................................. 16 Ilustración 4 Plantas Complejas................................................................................................... 17 Ilustración 5 Elevaciones Complejas .......................................................................................... 17 Ilustración 6 Matriz de forma de edificios ................................................................................... 18 Ilustración 7 Geometría Compleja de Sismo-Resistencia ....................................................... 18 Ilustración 8 Rigidez....................................................................................................................... 19 Ilustración 9 Suelo Firme y Buena Cimentación ....................................................................... 20 Ilustración 10 Innovador diseño de Puente Amsterdam .......................................................... 21 Ilustración 11 Acabados Arquitectónicos.................................................................................... 22 Ilustración 12 Pruebas en sismo Resistencia ............................................................................ 23 Ilustración 13 Como aplicar la Energía Sísmica ........................................................................ 25 Ilustración 14 Aislamiento de base Sísmica .............................................................................. 26 Ilustración 15 Amortiguadores de Choque ................................................................................. 27 Ilustración 16 amortiguador de masa sintonizado del Edificio Taipei 101 ............................ 28 Ilustración 17 Fusibles Remplazables ........................................................................................ 29 Ilustración 18 Envoltura en Fibra de carbono ............................................................................ 33 Ilustración 19 Iglesia transicional ................................................................................................ 36 7
  8. 8. GLOSARIO  BALANCEO: Movimiento alternativo y repetido que hace una cosa que generalmente cuelga o está unida a otra por un punto.  CONCÉNTRICOS: Los objetos concéntricos comparten mismo centro, eje u origen. Los círculos, tubos, el ejes cilíndricos, discos y esferas pueden ser concéntricos entre sí. Observe que dos objetos pueden tener radios iguales y ser concéntricos y diferentes. Por ejemplo, dos meridianos diferentes de un globo terrestre son concéntricos y congruentes, su centro común es un punto que representa el centro de la Tierra. Uno de los ejemplos más conocidos de círculos concéntricos son los círculos espaciados usados en tiro con arco o armas de fuego, y en consecuencia cualquier diseño concéntrico puede ser llamado un "objetivo" o un "blanco" (por el centro).  DÚCTIL: La ductilidad es una propiedad que presentan algunos materiales, como las aleaciones metálicas o materiales asfálticos, los cuales bajo la acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse,1 permitiendo obtener alambres ohilos de dicho material. A los materiales que presentan esta propiedad se les denomina dúctiles. Los materiales no dúctiles se clasifican de frágiles. Aunque los materiales 8
  9. 9. dúctiles también pueden llegar a romperse bajo el esfuerzo adecuado, esta rotura sólo sucede tras producirse grandes deformaciones.  HORMIGÓN: es el producto resultante de un Aglomerante; Arena, Grava o Piedra Machacada la mezcla de (denominados áridos) y Agua. Antiguamente se empleó en Asia y en Egipto. En Grecia existieron acueductos y depósitos de agua hechos con este material, cuyos vestigios aún se conservan. Los romanos lo emplearon en sus grandes obras públicas, como el puerto de Nápoles, y lo extendieron por todo su imperio.  HIDRÁULICO: Que funciona o es movido por la acción del agua o de otro líquido  HORMIGÓN es el producto resultante de la mezcla de un Aglomerante; Arena, Grava o Piedra Machacada (denominados áridos) y Agua. Antiguamente se empleó en Asia y en Egipto. En Grecia existieron acueductos y depósitos de agua hechos con este material, cuyos vestigios aún se conservan. Los romanos lo emplearon en sus grandes obras públicas, como el puerto de Nápoles, y lo extendieron por todo su imperio.  MAGNITUD: es una medida del tamaño del terremoto. Es un indicador de la energía que ha liberado y su valor es, "en teoría" al menos, independiente del procedimiento físico - matemático - empleado para 9
  10. 10. medirla y del punto donde se tome la lectura. Aglomerante m; eng: binder m Material que sirve para mantener unidos en una masa compacta las partículas de otros materiales por métodos físicos  OSCILACIONES: En física, variación de una magnitud alrededor de un punto a lo largo del tiempo  SISMOLOGÍA: Parte de la geología que estudia las condiciones en que se producen y propagan los terremotos, su distribución y su relación con las estructuras geológicas:  SUPERESTRUCTURA: Parte de la estructura de una construcción que se eleva por encima del nivel del suelo o del agua.  METAMATERIAL: No existe una definición universalmente aceptada de meta material; en el sentido más amplio, se trataría de un material artificial que presenta propiedades electromagnéticas inusuales, propiedades que proceden de la estructura diseñada y no de su composición, es decir, son distintas a las de sus constituyentes. 10
  11. 11. INTRODUCCION Los sismos pueden ser definidos como movimientos ondulatorios del suelo que se presentan por la súbita liberación de energía sísmica, que se acumulan dentro de la tierra debido a fuertes tensiones o presiones que ocurren en su interior, siendo con cierta frecuencia, los causantes de grandes desastres y de pérdidas de vidas humanas. De esta forma los estudios y avances en sismo resistencia tienen el objetivo de desarrollar tecnologías y avances a través de los cuales toda edificación y construcción sean cada vez más estables y seguras, por medio de una adecuada configuración estructural y con componentes de dimensiones apropiadas y materiales con una proporción y resistencia suficientes para soportar el impacto causado por un sismo. De esta manera, y teniendo en cuenta que la sismo resistencia puede ser considerada como una propiedad o capacidad que se le provee a toda construcción con el propósito de proteger la vida de la personas, y de que los sismos y terremotos causen el menor impacto posible a toda estructura, este trabajo tiene como objetivo exponer a grandes rasgos, diferentes tecnologías en sismo resistencia que han sido desarrollados en los últimos años a escala mundial, considerando asimismo, en un instancia inicial los aspectos más fundamentales y característicos de la sismo resistencia en cuanto a propiedad. 11
  12. 12. PASO 1, PREGUNTA INICIAL: ¿Cuáles son las tecnologías más utilizadas en sismo resistencia Actualmente? ANALISIS DE PREGUNTA INICIAL. Pregunta Inicial: ¿Cuáles son las tecnologías más utilizadas en sismo resistencia Actualmente? Tema: Tecnología en sismo Resistencia Campos de conocimiento: - Tecnología - Sismo resistencia - Sismología ASPECTOS DEL TEMA / FORMULACION DE PREGUNTAS SECUNDARIAS. -¿Qué es un sismo? -¿Que es Sismo Resistencia? -¿Cuáles son los principios de la sismo resistencia? - ¿En que se basan las tecnologías en Sismo Resistencia? -¿Qué Programas se usan para detectar sismos y terremotos? -¿Cómo se disipa la energía sísmica? ASPECTO DEL TEMA NECESARIOS PARA RESPONDER LA PREGUNTS INICIAL - Definición HIPOTESIS DEL LA PREGUNTA INICIAL: - Hipótesis 1: Reajustes de la corteza terrestre causados por los movimientos de grandes fragmentos. Por sí mismos, son fenómenos naturales que no afectan demasiado al hombre. - Hipótesis 2: Las placas de la corteza terrestre están sometidas a tensiones. 12
  13. 13. PASO 2, BUSQUEDA Y FUENTES DE EVALUACION DE LA INFORMACION Tabla 1Acceder a Fuentes Seleccionadas MOTOR DE BUSQUEDA Y OPCIONES DE CONSULTA Google/ La Web Google/ La Web PALABRAS CLAVES DIRRECCION DE PAGINA WEB Que es sismo Resistencia Capa Invisible http://sismoresistenci.blogspot.com/ Google/ La Web Como se disipa la energía sísmica Google/ La Web Biomateriales http://www.construmatica.com/construp edia/Construcciones_Sismoresistentes_ en_la_Construcci%C3%B3n_para_el_D esarrollo http://www.lleidabiotech.com/castella/tbio materials.html Google/ La Web Tubos de cartón Google/ La Web Como detectar sismos Google/ La Web http://noticiasdelaciencia.com/not/3794/ una__capa_de_invisibilidad__para_prot eccion_sismica_de_edificios/ http://www.ison21.es/2013/08/28/ una-catedral-de-carton-a-pruebade-terremotos/ file:///F:/Tics/La%20prevenci%C3%B3n% 20de%20desastres%20y%20la%20tecno log%C3%ADa%20%20Monografias.com.htm Tecnologías más usadas http://science.howstuffworks.com/innovat en sismo resistencia ion/science-questions/10-technologiesthat-help-buildings-resistearthquakes.htm#page=10 13
  14. 14. PASO 3, ANALIZAR LA INFORMACION ¿Qué es un sismo? Un sismo o terremoto, puede ser definido como un movimiento de la tierra que puede tener distintos orígenes y distintas magnitudes o intensidades. Es igualmente un error diferenciar un sismo de un terremoto, dado que ambos se refieren a un movimiento de la tierra. Sismo se deriva de la palabra griega seimós que significa agitación, y terremoto proviene del Latín terra que significa tierra y de motus que significa movimiento. En este sentido, un sismo o terremoto es un fenómeno que puede ser natural debido al movimiento de placas tectónicas o fallas geológicas que existen en la corteza, o puede ser generado por el humano. Este fenomeno natural o de intencion humana, es capaz de liberar energia y transmitirla a cualquier cosa que se encuentre en la superficie de la tierra que se encuentra en movimiento, pudiendo llegar a ser el causante de grandes desastres, en especial dónde no se han tomado medidas preventivas de protección, relacionadas con la sismo resistencia de las edificaciones. Ilustración 1 Estructura Sismo Resistente 14
  15. 15. ¿Qué es Sismo Resistencia? La sismo resistencia puede ser considerada como una propiedad o capacidad que se le provee a toda construcción con el propósito de que estas se diseñen y se construyan con una adecuada configuración estructural, con componentes de dimensiones apropiadas y con materiales que tengan una adecuada proporción y resistencia que sean lo suficientemente estables para soportar la acción de fuerzas causadas por los movimientos generados por un sismo. Aun cuando se diseñe y construya una edificación cumpliendo con todos los requisitos que indican las normas de diseño y construcción sismo resistente, siempre existe la posibilidad de que se presente un terremoto aún más fuerte que los que han sido previstos y que deben ser resistidos por la edificación sin que ocurran colapsos totales o parciales en la edificación. -¿Cuáles son los principios de la sismo resistencia? Forma regular Las formas geométricas de la edificación deben ser sencillas en planta y en elevación, debido a que las formas complejas, irregulares o asimétricas pueden causar un mal comportamiento cuando la edificación es sacudida por un sismo. Una geometría irregular favorece que la estructura sufra torsión o que intente girar en forma desordenada. La falta de uniformidad facilita que en algunas esquinas se presenten intensas concentraciones de fuerza, que pueden ser difíciles de resistir. 15
  16. 16. Formas sencillas y complejas en edificaciones Ilustración 2 plantas sencillas Ilustración 3 Elevaciones sencillas 16
  17. 17. Ilustración 4 Plantas Complejas Ilustración 5 Elevaciones Complejas 17
  18. 18. Ilustración 6 Matriz de forma de edificios Ilustración 7 Geometría Compleja de Sismo-Resistencia 18
  19. 19. Bajo peso Entre más liviana sea una edificación menor será la fuerza que tendrá que soportar cuando ocurra un sismo. Grandes masas o pesos se mueven con mayor severidad al ser sacudidas por un sismo y, por lo tanto, la exigencia de la fuerza actuante será mayor sobre los componentes de la edificación. Cuando la cubierta de una edificación es muy pesada, por ejemplo, ésta se moverá como un péndulo invertido causando esfuerzos tensiones muy severas en los elementos sobre los cuales está soportada.. Mayor rigidez. Es deseable que la estructura se deforme poco cuando se mueve ante la acción de un sismo. Una estructura flexible o poco sólida al deformarse exageradamente favorece que se presenten daños en paredes o divisiones no estructurales, acabados arquitectónicos e instalaciones que usualmente son elementos frágiles que no soportan mayores distorsiones. Ilustración 8 Rigidez 19
  20. 20. Buena estabilidad Toda edificación deberá ser firme y conservar el equilibrio cuando se es sometida a las vibraciones de un sismo. Estructuras poco sólidas e inestables se pueden volcar o deslizar en caso de una cimentación deficiente. La falta de estabilidad y rigidez favorece que edificaciones vecinas se golpeen en forma perjudicial si no existe una suficiente separación entre ellas. Suelo firme y buena cimentación La cimentación debe ser competente para trasmitir con seguridad el peso de la edificación al suelo. También, es deseable que el material del suelo sea duro y resistente. Los suelos blandos amplifican las ondas sísmicas y facilitan asentamientos nocivos en la cimentación que pueden afectar la estructura y facilitar el daño en caso de sismo. Ilustración 9 Suelo Firme y Buena Cimentación 20
  21. 21. Estructura apropiada Para que una edificación soporte un terremoto su estructura debe ser sólida, simétrica, uniforme, continua o bien conectada. Cambios bruscos de sus dimensiones, de su rigidez, falta de continuidad, una configuración estructural desordenada o voladizos excesivos facilitan la concentración de fuerzas nocivas, torsiones y deformaciones que pueden causar graves daños o el colapso de la edificación. Ilustración 10 Innovador diseño de Puente Amsterdam Materiales competentes Los materiales deben ser de buena calidad para garantizar una adecuada resistencia y capacidad de la estructura para absorber y disipar la energía que el sismo le otorga a la edificación cuando se sacude. Materiales frágiles, poco resistentes, con discontinuidades se rompen fácilmente ante la acción de un terremoto. Muros o paredes de tapia de tierra o adobe, de ladrillo o bloque sin refuerzo, sin vigas y columnas, son muy peligrosos. 21
  22. 22. Capacidad de disipar energía Una estructura debe ser capaz de soportar deformaciones en sus componentes sin que se dañen gravemente o se degrade su resistencia. Cuando una estructura no es dúctil y tenaz se rompe fácilmente al iniciarse su deformación por la acción sísmica. Al degradarse su rigidez y resistencia pierde su estabilidad y puede colapsar súbitamente. Fijación de acabados e instalaciones Los componentes no estructurales como tabiques divisorios, acabados arquitectónicos, fachadas, ventanas, e instalaciones deben estar bien adheridos o conectados y no deben interaccionar con la estructura. Si no están bien conectados se desprenderán fácilmente Ilustración 11 Acabados Arquitectónicos 22 en caso de un sismo.
  23. 23. ¿En que se basan las tecnologías en Sismo Resistencia? Por la posibilidad de ocurrencia de terremoto en el país, como consecuencia, existe mucho interés en los temas relacionados con la resistencia sísmica de las viviendas, la seguridad de los materiales y sistemas de construcción de viviendas, con el fin de garantizar la seguridad de la población más vulnerable. Para esto se someten a prueba los materiales como panel de concreto con piedra pómez, bloque de concreto de piedra pómez, bloque de mortero de cemento, ladrillo cuarterón y ladrillo de adobe. Para lo cual JICA proporciona los equipos necesarios, así como japoneses y salvadoreños expertos en el tema. El equipo proporciona una explicación hablada y escrita de lo que está sucediendo (estas opciones son seleccionadas por el usuario) ya sea mediante tonos de alarma o los contenidos emitidos por la estación de receptor. Además, el radio puede activar otros dispositivos de advertencia (como un timbre o una luz estroboscópica). Ilustración 12 Pruebas en sismo Resistencia 23
  24. 24. -¿Qué programas se usan para detectar sismos y terremotos? - El USGS Visor Visualización de Datos Global aéreas y de satélite trabaja en una red de ordenadores domésticos interconectados que utilizan sus sensores de movimiento -comunes en los portátiles para bloquear el sistema en caso de movimientos bruscos o caídas y así evitar daños- para detectar vibraciones sísmicas y enviar los datos a un computador central que los procese. El objetivo es predecir los crecientes movimientos y así adelantarse a los grandes sismos con operativos de desalojo y protección. - Seis Mac, es un programa para instalar en ordenadores de modo que detecten las vibraciones y las muestren en pantalla como lo haría un sismógrafo normal. Aunque la fiabilidad de sus datos es relativa detectan un golpe al ordenador como una gran alteración- pueden servir para ver la evolución sísmica de una determinada zona. - El Quake AlarmTM: Es un detector sísmico económico para hogares, oficinas, empresas, industrias, escuelas etc., se activa con una alarma sonora que suena entre antes que se sienta el movimiento sísmico. Este dispositivo se instala en la pared y se alimenta de una batería de 9 volt. Los componentes internos constan de un sistema de péndulo inverso patentado mundialmente, sensible a las ondas "P" que preceden a los terremotos. El péndulo se mueve y dispara un circuito conmutador que hace sonar la alarma. - Sarmex: Es una alarma sísmica desarrollada en México, que si la alerta proviene de Guerrero se difunde con 60 segundos de anticipación en promedio en la Ciudad de México 24
  25. 25. -¿Cómo se disipa la energía sísmica? Sistema para disipar la energía sísmica en las construcciones. Cuando un edificio se ve sometido a un terremoto, éste se mueve y acelera apareciendo fuerzas de inercia que multiplicadas por los desplazamientos equivalen a energía. La cantidad de energía que los terremotos severos introducen en una construcción puedes ser muy elevada, y si la construcción no es capaz de disiparla, terminara por derrumbarse. La invención es un nuevo dispositivo “disipador de energía” que instalado en la estructura principal de una construcción la protege frente a movimientos sísmicos. Este tipo de dispositivos se engloban dentro de los denominados “sistemas de control pasivo”. Ilustración 13 Como aplicar la Energía Sísmica 25
  26. 26. PASO 4, SISTEMATIZAR LA INFORMACION Y UTILIZARLA ¿Cuáles son las tecnologías más utilizadas en sismo resistencia actualmente? 1. Aislamiento de Base Sísmica basado en la levitación. Los ingenieros y sismólogos han favorecido el aislamiento de base durante años como un medio para proteger los edificios durante un terremoto. Como su nombre lo indica, este concepto se basa en la separación de la infraestructura de un edificio de su superestructura. Este tipo de sistemas implicaría que un edificio se eleve por encima de su base sobre rodamientos generalmente constituidos por plomo y caucho, que contienen un núcleo de plomo sólido envuelto en capas de caucho y de acero alterna. Las placas de acero se unen los cojinetes del edificio y de su base permitiendo en caso de un sismo que la edificación se eleve para moverse sin mover la estructura por encima de ella. Los sistemas de aislamiento de base consisten en unidades de aislamiento con o sin componentes de aislamiento, donde:   Las unidades de aislamiento son elementos básicos del aislamiento débase que se encargan de ejercer el efecto de desacoplamiento entre el edificio y la cimentación. Los componentes de aislamiento son la conexión entre las unidades de aislamiento y las partes que no están desacopladas. Ilustración 14 Aislamiento de base Sísmica 26
  27. 27. 2. Amortiguadores Otra tecnología que ayuda a que los edificios se eleven en los terremotos y sufran un menor impacto debido a estos se encuentra inspirada en la industria automotriz. La familiaridad con el amortiguador - el dispositivo en los automóviles que hace parte del sistema de suspensión, que actúa entre el chasís y las ruedas, el cual se encarga de absorber las irregularidades del terreno por el que se transita buscando aumentar el control del vehículo y el confort de los pasajeros. De esta forma, mientras los resortes son los encargados de absorber los impactos del terreno, el amortiguador disminuye rápidamente el movimiento del resorte, restringiendo sus movimientos para evitar que continúen oscilando y garantizar el control sobre el vehículo. En este sentido, los amortiguadores pueden ser asimismo útiles en el diseño de edificios resistentes a los terremotos. Los Ingenieros generalmente suelen usar amortiguadores en cada nivel de un edificio, con un extremo unido a una columna y el otro extremo unido a una viga. Cada amortiguador se compone de una cabeza de pistón que se mueve dentro de un cilindro lleno de aceite de silicona. Cuando golpea un terremoto, el movimiento horizontal del edificio hace que el pistón de cada amortiguador sea empujado contra el aceite, transformando la energía mecánica del sismo en calor. Ilustración 15 Amortiguadores de Choque 27
  28. 28. 3. El uso de péndulos en amortiguadores de masa sintonizado La amortiguación puede tomar muchas formas. Otra solución, especialmente para los rascacielos, implica suspender una masa enorme cerca de la parte superior de la estructura. Los cables de acero soportan la masa, mientras que los amortiguadores de fluidos viscosos se encuentran entre la masa y el edificio que está tratando de proteger. Cuando la actividad sísmica hace que el edificio se balancee, el péndulo se mueve en la dirección opuesta, disipando de esta forma la energía. Los ingenieros se refieren a sistemas tales como amortiguadores de masa sintonizados porque cada péndulo se ajusta con precisión a la frecuencia natural de vibración de una estructura. Si el movimiento del suelo provoca un edificio a oscilar en su frecuencia de resonancia, el edificio vibrará con una gran cantidad de energía y es probable que experimente daños. El trabajo de un amortiguador de masa sintonizado o péndulo es contrarrestar la resonancia y reducir al mínimo la respuesta dinámica de la estructura. Taipéi 101, que se refiere al número de plantas en el rascacielos 1.667 metros de altura (508 metros de altura ) , utiliza un amortiguador de masa sintonizado para minimizar los efectos de vibración asociados con los terremotos y fuertes vientos. En el corazón del sistema es un 730- ton (660 toneladas métricas), la bola de color dorado suspendido por ocho cables de acero. Es el amortiguador de masa más grande y pesado sintonizado en el mundo. Ilustración 16 amortiguador de masa sintonizado del Edificio Taipéi 101 28
  29. 29. 4. Tecnologia sismo resistente basada en los fusibles Remplazables En el mundo de la electricidad, un fusible proporciona protección si la corriente en un circuito supera un cierto nivel, interrumpiendo el flujo de electricidad que evita el sobrecalentamiento y los incendios. De esta forma después del incidente, sólo se tiene que sustituir el fusible y restaurar el sistema a su estado normal. Investigadores de la Universidad de Stanford y la Universidad de Illinois han estado experimentando con un concepto similar en la búsqueda de construir un edificio sismo resistente. Ellos describen a su idea como un sistema de balanceo controlado por marcos de acero elásticos que forman parte de la estructura de la edificación y que le permiten que se mueva desde la parte superior de su base. Pero eso por sí solo no sería una solución ideal. Además de los marcos de acero , los investigadores introdujeron cables verticales que anclan la parte superior de cada piso a la cimentación, limitando el movimiento de balanceo, pero no solo es eso, los cables tienen una capacidad de auto-centrado , lo que significa que puede mover toda la estructura en sentido vertical cuando se presenta el temblor. Los componentes finales, por lo tanto son los fusibles reemplazables de acero que se encuentran entre dos marcos o en las bases de columnas. Los dientes de metal de los fusibles absorben la energía sísmica que producen los movimientos en la construcción. Si se dañan durante un terremoto, pueden ser reemplazados con relativa rapidez y de forma rentable para restaurar el edificio a su forma original. Ilustración 17 Fusibles Remplazables 29
  30. 30. 5. Estructuras de paredes con hormigón armado En muchos edificios modernos de gran altura, los ingenieros utilizan la construcción de un núcleo de pared para aumentar el rendimiento sísmico a menor costo. En este diseño, se realiza un núcleo de hormigón armado que pasa por el centro de la estructura de la construcción, rodeando a los ascensores. Para los edificios muy altos, la pared central puede ser muy importante - por lo menos 30 pies en cada dirección de la planta y de 18 a 30 centímetros de espesor. Mientras que la construcción del núcleo de pared ayuda a los edificios en caso de un sismo, no es una tecnología perfecta. Los investigadores han encontrado que los edificios de base fija con este tipo de materiales aún pueden experimentar deformaciones inelásticas significativas, grandes fuerzas de corte y hacer que con las aceleraciones del suelo se deteriore la construcción. Por lo tanto, una mejor solución para estructuras en zonas sísmicas requeriría un tipo pared con un núcleo compuesta de hormigón armado combinado con el aislamiento de base y algún tipo de amortiguador a nivel del suelo para evitar que el hormigón en la pared se deforme permanentemente . Para lograr esto , los ingenieros refuerzan los dos niveles más bajos de la construcción con acero e incorporan de postensado a lo largo de toda la altura . En los sistemas de potenzado, los tendones de acero son de rosca a través de la pared del núcleo. Los tendones actúan como bandas de goma, que pueden ser tan menguados por gatos hidráulicos para aumentar la resistencia a la tracción del núcleo de pared. 6. Capa de Invisibilidad sísmica Se puede pensar en el agua o el sonido cuando se considera el tema de las ondas, pero los sismos también producen ondas, clasificadas por los geólogos como ondas internas -o de cuerpo-y ondas superficiales. Este tipo de ondas hace un recorrido rápido por el interior de la Tierra. Este recorrido se hace más lentamente a través de la corteza superior incluyendo un subconjunto de las ondas -conocida como ondas de Rayleigh- que mueven el suelo verticalmente. Este 30
  31. 31. movimiento hacia arriba y hacia abajo son los causantes de la mayor parte del sacudimiento del suelo y de los daños asociados a un terremoto. En este sentido, ¿podría ser posible interrumpir la transmisión de algunas ondas sísmica? o ¿Podría ser posible desviar la energía o reencaminarla alrededor de las áreas urbanas? Algunos científicos piensan que sí, llamado a su solución la "capa de invisibilidad sísmica", por su capacidad de hacer un edificio invisible a las ondas superficiales. Los ingenieros creen que pueden modelar el " manto" de 100 anillos concéntricos de plástico enterrados bajo los cimientos de un edificio. Como enfoque de las ondas sísmicas, que entran en los anillos en un extremo quedando contenidos dentro del sistema, de esta forma y albergadas las ondas dentro de la "capa", no pueden impartir su energía a la estructura anterior; estas simplemente pasarían alrededor de los cimientos del edificio emergiendo en otro lado, por donde salen los anillos y reanudar su viaje de larga distancia. Un equipo francés puso a prueba el concepto en 20 7. Aleaciones con memoria de forma La plasticidad describe la deformación que se produce en cualquier material cuando las fuerzas se aplican a él. Si las fuerzas son lo suficientemente fuerte, la forma del material puede ser alterado de forma permanente, lo que compromete su capacidad de funcionar adecuadamente. El acero puede experimentar deformación plástica, pero también lo puede concretar. Y sin embargo, ambos materiales son ampliamente utilizados en casi todos los proyectos de construcción comercial. La aleación de memoria permiten soportar tensiones fuertes permitir volver a su forma original. Muchos ingenieros están experimentando con estos llamados materiales inteligentes como sustitutos de la construcción de acero y hormigón tradicional. Una aleación que puede ser aplicable es la de níquel y titanio o nitinol, que ofrece de 10 a 30 por ciento más de elasticidad que el acero. 31
  32. 32. En un estudio de 2012, investigadores de la Universidad de Nevada, Reno, compararon el desempeño sísmico de columnas de puentes de acero y hormigón con columnas hechas de nitinol y concreto. La aleación con memoria de forma superó a los materiales tradicionales en todos los niveles y se experimenta mucho menos daño. De este modo, las aleaciones de memoria de forma (Sam) son únicos en su capacidad de soportar la tensión pesada y todavía volver a su estado original, ya sea a través de calentamiento o supe elasticidad, demostrando así su capacidad para volver a centrar las columnas de las construcciones, lo que reduce al mínimo las columnas de inclinación permanentes pueden experimentar después de un terremoto. La utilidad de este tipo de materiales como el níquel titanio son muy variadas, con aplicaciones que van desde la medicina a los motores térmicos a los dispositivos e incluso los juguetes de la novedad de elevación - y ahora, la ingeniería sísmica. 8. Revestimiento en fibra de carbono Muchas de las tecnologías existentes están enfocadas en la construcción de nuevas estructuras, pero la adaptación de edificios antiguos para mejorar su comportamiento sísmico es igual de importante. Los ingenieros han encontrado que la adición de los sistemas de base de aislamiento para estructuras es a la vez posible y económicamente rentable. Otra solución prometedora, mucho más fácil de implementar, requiere una tecnología conocida como envoltura de plástico reforzado con fibra, o de FRP. Los fabricantes producen estas envolturas mediante la mezcla de fibras de carbono con polímeros de unión, tales como epoxi, poliéster, éster de vinilo o nylon, para crear un material de peso ligero, pero increíblemente fuerte, de material compuesto. En la adaptación de estas aplicaciones, los ingenieros simplemente envuelven el material alrededor de las columnas de soporte de hormigón de puentes o de los edificios y luego bombean epoxi a presión en el espacio entre la columna y el 32
  33. 33. material. Sobre la base de los requisitos de diseño, los ingenieros pueden repetir este proceso de seis u ocho veces, creando una especie de un haz de momia envuelta con significativamente mayor resistencia y ductilidad. Sorprendentemente, incluso las columnas dañadas por el terremoto se pueden reparar con envolturas de fibra de carbono. Ilustración 18 Envoltura en Fibra de carbono 9. Biomateriales Mientras que los ingenieros hacen ver con las aleaciones con memoria de forma y envolturas de fibra de carbono, que anticipan un futuro en el que incluso mejores materiales pueden estar disponibles para la construcción resistente a los terremotos. Y la inspiración para estos materiales puede probablemente provienen del reino animal. Considere el mejillón humilde, un molusco bivalvo encontrado adheridos a las rocas del océano o, después de haber sido retirado y se llenaba de vino, en nuestro plato. Para mantenerse apegados a sus perchas precarias, mejillones secretan fibras adhesivas conocidas como bisos. Algunos de estos temas son duros y rígidos, mientras que otras son flexibles y elásticas. Cuando una onda se estrella en un mejillón, que permanece fija porque los filamentos flexibles absorben el choque y disipan la energía. Los investigadores incluso han calculado la proporción exacta de fibras de dura - a lo flexible - 80:20 - que da el mejillón su viscosidad [Fuente: Qin]. Ahora es una cuestión de la elaboración de 33
  34. 34. materiales de construcción que imitan el mejillón y su asombrosa habilidad para quedarse. ¿Cuáles son los materiales? - Madera. Una de las cualidades de la Madera es que tiene una fuerza por unidad de peso mayor respecto a muchos otros materiales y es, por eso, muy adecuada para la construcción sismo resistente, pero produce impacto ambiental por la deforestación. - Estructuras de Hormigón Armado sin Diseño Previo. El hormigón puede ser uno de los materiales más resistentes a los sismos y a muchos tipos de solicitaciones, pero eso siempre que esté acompañado de un buen diseño. El punto más débil de las estructuras de Hormigón Armado son las columnas, por lo que para evitar el colapso es fundamental un adecuado diseño y construcción de pilares. - Cal Hidráulica: Cal hidráulica natural (NHL). Todas las NHL tienen la propiedad de fraguar y endurecer con el agua porque poseen en su composición constituyente análogos a los cementos naturales. La cal es el ligante natural indispensable en la preparación de morteros para albañilería; su uso en la construcción se remonta a tiempos inmemorables. Países desarrollados especifican el uso obligatorio de cal a los morteros en zonas sísmicas por sus características únicas de adherencia y resistencia a tensiones diagonales. A la fecha no existe otro material tan versátil como la cal en los morteros, ya que brinda mayores resistencias, mejor 34
  35. 35. adherencia, y ayuda a que las construcciones sean térmicas e impermeables, todo esto a costos más bajos. 10. Tubos de cartón. Los equipos de ingenieros están trabajando en todo el mundo para diseñar estructuras resistentes a los terremotos usando materiales disponibles localmente o fácilmente obtenibles . Por ejemplo, en Perú, los investigadores han hecho las estructuras tradicionales de adobe mucho más fuerte mediante el refuerzo de muros con malla de plástico. En la India, los ingenieros han utilizado con éxito el bambú para reforzar el hormigón. Y en Indonesia, algunas casas están utilizando como rodamientos, neumáticos viejos, llenos de arena o piedra. El cartón es un material fácilmente disponible, reciclable, sorprendentemente fuerte y muy barato. El arquitecto japonés Shigeru Ban ha diseñado varias estructuras que incorporan tubos de cartón recubiertas con poliuretano como los elementos estructurales primarios. En 2013, Ban presentó uno de sus diseños - la Catedral de Transición - en Christchurch, Nueva Zelanda. La iglesia utiliza 98 tubos de cartón gigantes reforzadas con vigas de madera [ fuente: Slezak ] . Debido a que la estructura de la cartulina y madera es extremadamente ligero y flexible , que funciona mucho mejor que el hormigón durante eventos sísmicos. Y si lo hace el colapso , es mucho menos probable que aplastar personas se reunieron en el interior. En definitiva, que dan ganas de tratar los tubos de cartón ubicado en el rollo de papel higiénico con un poco más de respeto . 35
  36. 36. Ilustración 19 Iglesia transicional 36
  37. 37. CONCLUSIONES Este trabajo nos mostró como el mundo está haciendo uso de la tecnología para la prevención, control y protección de diferentes estructuras dentro de ciertos límites en contra de desastres naturales como en este caso los sismos. Es indudable que muchas de estas tecnologías que han sido desarrolladas y que se están investigando en la actualidad, han sido fruto del estudio y de la observación de unos materiales que se han utilizado en diferentes fines distintos a la construcción pero que pueden ser aplicadas al tema de la sismo resistencia. Igualmente, estas tecnologías también han sido consideradas a partir de estudios como las ondas, y el movimiento lo que permite generar distintas respuestas a las edificaciones de acuerdo a la necesidad requerida. De esta manera, tenemos cada vez una mayor comprensión respecto al tema, y la posibilidad de aplicar distintas respuestas de sismo resistencia al área de la construcción de acuerdo a las necesidades y al tipo de estructura empleado en cada caso, por lo tanto, este trabajo nos permitió conocer muchas de las formas más recientes en que se ha abordado y explorado el tema encontrando tecnologías bastante innovadoras, prácticas y sostenibles. 37
  38. 38. BIBLIOGRAFIA - http://sismoresistenci.blogspot.co - http://www.inteldig.com/2013/08/capa-de-invisibilidad-sismica-aislaria-delos-efectos-del-terremoto - http://noticiasdelaciencia.com/not/3794/una__capa_de_invisibilidad__para_ proteccion_sismica_de_edificios/ - http://www.slideshare.net/Eurodancer/modelo-gavilan-4380488 - http://exa111x.blogspot.com/2011_02_01_archive.html - http://www.eduteka.org/pdfdir/ModeloGavilan.pdf - http://www.solociencia.com/ingenieria/12032603.htm - http://www.astromia.com/tierraluna/terremotos.htm - http://www.pdm.com.co/Noticias/2013/Febrero/07/Prueban_manto_de_invisi bilidad_sismica_para_proteger_edificaciones_contra_terremotos.htm - http://www.rtvciplima.com/tecnologias-sismo-resistentes-sera-aplicada-enedificacion-en-la-uni-conferencias-excon/ - http://www.construmatica.com/construpedia/Construcciones_Sismoresistent es_en_la_Construcci%C3%B3n_para_el_Desarrollo - http://www.ison21.es/2013/08/28/una-catedral-de-carton-a-prueba-deterremotos/ - file:///F:/Tics/Alarma%C2%A0detectora%20de%20temblores%20%20%20% 20%20Paritarios.cl.htm - file:///F:/Tics/La%20prevenci%C3%B3n%20de%20desastres%20y%20la%2 0tecnolog%C3%ADa%20-%20Monografias.com.htm - http://www.revistaimagen.com.co/home/una-construccion-futurista-contecnologia-sismo-indiferente/ 38
  39. 39. INDICE PASO 1, PREGUNTA INICIAL:................................... ¡Error! Marcador no definido. PASO 2, BUSQUEDA Y FUENTES DE EVALUACION DE LA INFORMACION ..................................................................................... ¡Error! Marcador no definido. PASO 3, ANALIZARLA INFORMACION .................... ¡Error! Marcador no definido. PASO 4, SISTEMATIZAR LA INFORMACION Y UTILIZARLA ¡Error! Marcador no definido. ¿Cuáles son las tecnologías más utilizadas en sismo resistencia Actualmente? ............................................................. ¡Error! Marcador no definido. 39

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