OSCILACION EN LAS EDIFICACIONES Luis Gabriel Moyano Ruiz, Jorge Alberto Useche Rey, Mayo 26 de 2012
[email protected] [email protected] Ondas y Microondas - Ing. Ronald Hurtado Resumen. En todo proceso de construcción es relevante tener en cuenta su sistema sismo resistente y los materiales incluidos en un cálculo estructural, para así poder llevar a cabo el levantamiento de estructuras rígidas que tengan la posibilidad de resistir el paso de ondas viajeras por medio de sus vigas para hacer frente a situaciones tales como terremotos. En lo posible se atenderá el proceso de refracción de onda que llevan estas edificaciones internamente para poder tener un movimiento oscilatorio el cual en su mayoría está dado por agentes naturales y otras por objetos pesados en movimiento. Gracias a los avances tecnológicos, la altura de los edificios son cada vez mayores, alcanzando los topes de la imaginación, esto solo es posible a través de procesos físicos en donde materiales aun más resistentes y flexibles, permiten que los constructores alcancen distancias inimaginables. Palabras claves. Sismo, ondas, estructura, resistencia. Summary. In any process of construction is important to take into account the seismic resistant system and materials included in a structural calculation, in order to carry out the removal of rigid structures that have the ability to resist the passage of waves traveling through the beams to deal with situations such as earthquakes. Where possible, attend the process of wave refraction of these buildings are internally in order to have an oscillatory motion which is given mostly by natural agents and others for moving heavy objects. Thanks to technological advances, the height of the buildings are increasing, reaching the tops of the imagination, this is only possible through physical processes where materials even more resilient and flexible, allowing developers to reach unimaginable distances distances Keywords. Quake, waves, structure, resistance. Introducción. Desde la creación de la primera edificación mayor a cinco pisos, la preocupación de los ingenieros civiles y físicos estructurales, son las circunstancias que conllevan las oscilaciones en las estructuras, es por esta valiosa razón que haremos énfasis en todos los aspectos que conlleva el estudio de las ondas viajeras que hacen que vibren y den el aspecto de movimiento brusco en las estructuras. Debido al paso del tiempo y el desarrollo de nuevas tecnologías, cada vez es menor la sensibilidad de movimiento y más en los pisos edificios mayores a cinco pisos. En adelante se tendrá en cuenta el aplicativo de nuevos materiales y como han debido desarrollar cálculos estructurales para conocer el deterioro interno de las construcciones por el simple hecho de sus movimientos involuntarios en todo omento del día.
Comienzo de la construcción civil. La ingeniería civil, que es la que le compete todo lo relacionado con las construcciones y el avance de nuevos materiales, tiene su origen en las construcciones egipcias con los primeros sistemas de riego y la creación de tumbas de faraones, en donde en la antigua roma se comenzaron a edificar los primeros puentes sólidos, acueductos y represas. Pero allí iniciaron los problemas en donde este tipo de estructuras se rompían por no tener un apropiado sistema de refracción de fuerzas, que con el tiempo a través de arquitectos e ingenieros estructurales, ya no son tan visibles. ¿Por qué oscilan los edificios? Desde que se tiene memoria, el temor de la gente a vivir en vivir en torres altas, esta dado por las oscilaciones que presentan las estructuras frente a cualquier medio que las someta a movimiento, esto lo explica el Director de Operaciones de Eternit S.A ;arquitecto Álvaro Enrique Torres , “mientras una persona que vive en una casa de dos pisos siente una leve vibración, unas familia que vive en un piso decimo va a sentir la oscilación de la estructura, porque el efecto de la onda que sube por las vigas, debe encontrar un punto de salida o de vuelta a la tierra”, (entrevista concedida el día 13 de Mayo de 2012), entendiendo estas palabras es cierto decir que una edificación entre más alta actúa como una apéndice del suelo y es correcto que sufra una agitación en donde se evidencia en forma de sismo una energía que viaja en tipo de onda que sube desde las zapatas de amarre, y vuelve a bajar desplazando fuerza a través de las vigas aéreas sobre puestas en cada uno de los pisos, hasta llegar de nuevo a la tierra disipándose totalmente y retornando la edificación a su estado normal. A Aunque unque hay que ser muy enfático enfático en que siempre los cálculos de oscilación, no deben superar nunca los rangos permitidos de destrucción interna de la fachada, puesto que esto generaría una desviación de fuerzas a futuro a puntos críticos en la torre, y podría ocasionar terribles consecuencias. Por lo tanto las ondas viajeras que imponen energía a la estructura y la hacen oscilar, presenta un record de tiempo de milésimas de segundo en ir y volver a la base, esto lo explica el ingeniero electrónico egresado de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas; Víctor Marques, “la sísmica ha evidenciado los fuertes comportamientos que hacen que vibren las varillas internas de un edificio, generando movimiento tipo péndulo inverso, en pisos dondemayores los habitantes deque los existen pisos inferiores no sentirán las fuerzas de laque onda, pero los de si puesto varias fases en los sismos y esto hace en cada etapa se deforme la estructura, además siempre se tiene que tener en cuenta el fenómeno de ductilidad que está presente en electrónica y en civil”, (entrevista concedida en las oficinas de Petroseismic Service S.A, Bogotá). El efecto de ductilidad es básico en los diseños de las construcciones. Eso garantiza que el edificio trabaje en una forma elástica, y así no se producen rupturas frágiles. Normalmente los muros de abajo tienen una mayor exigencia que los de arriba, pero estos últimos se deforman más, porque oscilan más y por lo tanto la sensación es más desagradable. En pruebas de laboratorio realizadas en el acero se determina otro agente que permite que las estructuras oscilen pero no se deterioren, esto es el límite de fluencia, en donde se estira el material a su tope, se hace vibrar por medio de frecuencias muy rápidas y se observara en qué punto genera ruptura, esto lo explica el Ingeniero Civil egresado de la universidad Escuela de Ingenieros en Bogotá; Ing. Carlos Franco “A medida que en los aceros se detecte una aproximación del límite de fluencia con el límite de ruptura , la ductilidad disminuye. En la metalurgia y sus
procesos tecnológicos se están llevando a cabo aceros, con alta capacidad de tensión pero poca ductilidad, basta con aumentar el contenido de carbono en la mezcla y listo”(entrevista concedida en las oficinas de Petrocivic Service S.A.S, Bogotá). En la ingeniería civil se acostumbra a diseñar estructuras tanto metálicas como de concreto reforzado para que se comporten de una manera dúctil antes del incremento excesivo en las cargas que en futuras transmisión de ondas sísmicas, generen daños irreparables. Es por eso que el comportamiento dúctil tiene que estar entre los rangos de flexibilidad en donde las fallas facientes están en el deterioro de laque fachada. Lo anterior no significa que mas un acero de alta resistencia pueda superficial ser malo, sino el diseñador debe considerar cuidadosamente el nivel de influencia tendrá la baja ductilidad en el comportamiento de oscilación de la estructura, para que este no presente fisuras superiores a los 6 nanómetros. El fenómeno de ductilidad en los metales es bastante complejo, al parecer esto se logra cuando la intensidad de la onda viajera de un sismo y la carga de la estructura, provoca que algunos átomos se deslicen con respecto a otros , esto es conocido como dislocación de átomos en su estructura atómica dentro dentro del material permitiendo unos cuan cuantos tos grados de libertad para su correcto movimiento a través del movimiento de los átomos y su agrupación mientras el sismo.
Referencias. Ingeniero Electrónico, Víctor Marques, egresado de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Gerente General de Petroseismic Service S.A, Bogotá. Ingeniero Civil, Carlos Franco, egresado de la Universidad Escuela de Ingenieros, Director de estructuración, Geocing S.A.S, Bogotá. Arquitecto Álvaro Enrique Torres, Director operativo, Eternit S.A, Bogotá. Normativa Sismo Resistente 2012, Colombia, sistema de refracción sísmica en edificaciones mayores a cinco pisos.
