Amortiguadores de masa sintonizada

Amortiguador de Masa Sintonizada La mejor tipología de edificio para usarlo

Introducción En países con alta sismicidad como lo es Chile, se producen daños en elementos estructurales y no estructurales debido a las vibraciones sísmica intensas, a lo largo de los años Chile ha sufrido grandes terremotos y gracias a la Norma NCh433 es que los edificios cada vez tiene una mejor respuesta a los sismos.

Gracias a los avances que se han realizado en la tecnología y la necesidad de mejorar la reacción de los edificios ante las vibraciones para proteger las vidas humanas, es que se han ido creando diferentes sistemas de protección sísmica, en este caso se trabajará en el sistema de Amortiguadores de Masa Sintonizada (AMS) en diferentes tipologías de edificios, uno más grande y uno más pequeño, con el fin de analizar en cuál de estos funciona mejor y llegar a entender porqué ocurre esto.

Para llegar a estos resultados se harán cuatro maquetas diferentes que cumplan con los requisitos estipulados, sólo dos de las cuatro maquetas llevarán el sistema AMS en el último piso de ellas, de esta forma podremos ver con datos concretos cuánto puede llegar a disminuir el movimiento de un edificio, ante un sismo, usando el AMS. Las maquetas con y sin AMS serán sometidas a diferentes vibraciones al mismo tiempo y con la ayuda de grabaciones se podrá observar si hay alguna variación en el movimiento de las maquetas y a su vez veremos cómo funciona el péndulo, si logra cumplir con su objetivo o no.

Objetivos generales: ● Comprobar la eficacia de los AMS ● Establecer qué tipo de edificio es el más adecuado para usar este sistema

AMORTIGUADOR DE MASA SINTONIZADA Los AMS cuentan con un elemento de amortiguación que, como lo indica en su nombre, amortigua las vibraciones verticales, horizontales y torsionales. Funcionan como una especie de contrapeso que se opone al movimiento del edificio, reduciendo la amplitud de las vibraciones inducidas por el viento o por eventos sísmicos. Se estipula que reduce el movimiento entre un 25% y 35%.

El péndulo, que es el elemento que se usa, se puede colocar en el primer piso o en el último, generalmente se usa apoyado para los edificios que son rígidos y semirrígidos, mientras que el colgante es ideal para los edificios flexibles, en nuestro caso será usado en el último piso, esto nos da la ventaja de no intervenir en la arquitectura del edificio.

Los AMS se componen por los cables de acero que sostienen la masa, esta masa puede estar rellena de bolas de acero y por último tenemos los amortiguadores de fluido viscoso que se encuentra entre la masa y el edificio para protegerlo y evitar que la masa se mueva de forma descontrolada.

METODOLOGÍA Para poder responder la pregunta de en qué tipo de edificio es más eficiente un AMS construimos cuatro maquetas, dos de ellas son de dos pisos, cuentan con una altura de 25 cm y 10cm de base, las losas están ubicadas a 12,5 cm, las dos maquetas restantes son de cuatro pisos, en este caso tiene una altura de 50cm y 10cm de base, las losas están a 12,5cm y en ambos modelos se usaron palos de 6x6mm, además cada tipo de edificio cuenta con una bola de arcilla de 4cm de diámetro colgada de una cuerda de 5 cm de largo, aportando un peso extra de 39g como simulación. Las bases se movieron a una velocidad de 406 rpm.

● En el primer experimento se grabó el video de las dos maquetas sin AMS para tener el grupo de control y desde ahí comparar los resultados al implementar el AMS:

● En el segundo experimento se pusieron los dos modelos altos, pero esta vez uno de ellos lleva AMS, a modo de comparar la eficacia del sistema y cuánto se reduce el desplazamiento:

● En el tercer experimento se muestran las dos maquetas chicas, una con AMS y otra sin AMS, a fin de comparar que tan eficiente es el sistema en un edificio bajo:

CONCLUSIÓN Se puede concluir de estos experimentos que el sistema AMS funciona eficazmente en ambas tipologías de edificios, con resultados muy similares, pero de esto hay que tener ciertas consideraciones: 1. La masa del AMS y el largo de la cuerda es la misma en ambos edificios, por lo que pueden existir variaciones en los resultados si se toma en cuenta el cálculo necesario para su diseño, lo que significa obligatoriamente que ambos edificios posean AMS de distintos tamaños y largos de la cuerda.

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3. Si bien el sistema funciona en ambos edificios, la propuesta arquitectónica se verá perjudicada al aplicarla en un edificio bajo, ya que este sistema requiere mucho espacio para su implementación, por lo que económica y espacialmente significará un gasto mayor a largo plazo, ya que se perderá por lo menos un piso de espacio útil.

En conclusión, el sistema AMS es un elemento efectivo si se quiere reducir el impacto que tendrá un edificio cuando se enfrente al sismo, pero antes de decidir implementarlo en una construcción, se deben tomar en cuenta la escala y espacialidad disponibles para ver si efectivamente el sistema puede rendir como corresponde. Como recomendación, este sistema funcionará mejor en edificios altos, ya que será más económico a largo plazo.