Tipos de Aisladores Sismicos

TIPOS DE AISLADORES SISMICOS La aislació aislación n sísmica sísmica de base base es el proced procedimi imient ento o más eficien eficiente te para para la protecc protección ión sísmica sísmica de estruct estructura urass relativ relativame amente nte bajas bajas o rígidas rígidas.. Los Los aislado aisladores res sísmico sísmicoss más desarrollados y utilizados en la actualidad son los aisladores elastoméricos de alto amortig amortiguam uamien iento to (con (con o sin núcleo núcleo de plomo plomo)) y los desliza deslizantes ntes o friccio friccional nales. es.  contin continuac uación ión se detalla detallan n brevem brevement entee las caracte característ rística icass genera generales les de los distin distintos tos sistemas de aislación sísmica.

1. AISLADORES ELASTOMÉRICOS ELASTOMÉRICOS Los aisladores elastoméricos están conformados por un conjunto de láminas planas de elast elastóm ómero eross inte interca rcala ladas das con con capas capas de acero acero.. Las Las lámin láminas as de elas elastóm tómero eross son son vulcanizadas a las capas de acero y! por lo general! presentan una sección circular o cuadrada. "ediante esta configuración se logra la fle#ibilidad lateral necesaria para  permitir el desplazamiento $orizontal relativo entre la estructura aislada y el suelo. La rigidez vertical del sistema es comparable con la rigidez vertical de una columna de $ormigón armado. %l comportamiento de los aisladores elastoméricos depende de la ampl amplit itud ud de la defo deform rmac ació ión n a la &ue &ue son son some someti tido doss y! en meno menorr grad grado! o! de la temperatura! el envejecimiento y la frecuencia del movimiento. %#isten varios tipos de apoyos elastoméricos! entre ellos se encuentran los apoyos de goma natural ('!  'atural ubber earing)! los apoyos de goma de bajo amortiguamiento (L*! Lo+, *amping *amping ubber ubber earing) earing) y alto amortiguami amortiguamiento ento (-*! (-*! -ig$,*ampin -ig$,*amping g ubber  ubber  ear earin ing) g)!! y los los apoy apoyos os de goma goma con con núcl núcleo eo de plom plomo o (L (L!! Lead Lead,p ,plu lug g ubb ubber  er  earing).

a) Aisladore Aisladoress elastomér elastoméricos icos de bajo bajo amorti! amorti!amie" amie"to to #LDR$) #LDR$) %ste tipo de dispositivos son los más simples dentro de los aisladores elastoméricos. Los aisladores tipo L* presentan bajo amortiguamiento (,/0 como má#imo)! por lo &ue general generalmen mente te se utiliza utilizan n en conjun conjunto to con disipa disipador dores es de energ energía ía &ue proveen proveen amortiguamiento adicional al sistema. %stos dispositivos presentan la ventaja de ser  fáciles de fabricar.

islador tipo L* (vista de un corte)

b) Aisladores elastoméricos co" "%cleo de &lomo #LR$) Los aisladores con núcleo de plomo (L) son aisladores elastoméricos similares a los L* pero poseen un núcleo de plomo! ubicado en el centro del aislador! &ue permite aumentar el nivel de amortiguamiento del sistema $asta niveles cercanos al /,120. l deformarse lateralmente el aislador durante la acción de un sismo! el núcleo de plomo fluye! incurriendo en deformaciones plásticas! y disipando energía en forma de calor. l término de la acción sísmica! la goma del aislador retorna la estructura a su posición original! mientras el núcleo de plomo recristaliza. *e esta forma el sistema &ueda listo  para un nuevo evento sísmico.

islador tipo L. (componentes)

c) Aisladores elastoméricos de alto amorti!amie"to #'DR$) Los -* son aisladores elastoméricos cuyas láminas de elastómeros son fabricados adicionando elementos como carbón! aceites y resinas! con el fin de aumentar el amortiguamiento de la goma $asta niveles cercanos al 32,3/0. Los aisladores tipo -* presentan mayor sensibilidad a cambios de temperatura y frecuencia &ue los aisladores tipo L* y L.  su vez! los aisladores -* presentan una mayor  rigidez para los primeros ciclos de carga! &ue generalmente se estabiliza luego del tercer  ciclo de carga. %stos dispositivos! al igual &ue los dispositivos tipo L! combinan la fle#ibilidad y disipación de energía en un solo elemento! con la característica de ser! relativamente! de fácil fabricación.

(. AISLADORES DESLIA*TES Los aisladores deslizantes o también llamados deslizadores friccionales utilizan una superficie de deslizamiento! típicamente de acero ino#idable! sobre la &ue desliza una  placa de acero revestida de 4olitetra 5luoro %tileno (465%)! sobre la &ue se soporta la estructura. La superficie de deslizamiento permite el movimiento $orizontal de la estructura de manera independiente del suelo. %ste sistema de aislación sísmica permite disipar energía por medio de las fuerzas de rozamiento &ue se generan durante un sismo. %l coeficiente de fricción del aislador depende de variables tales como la temperatura de trabajo! la presión de contacto! la velocidad de movimiento! el estado de las superficies de contacto (limpieza! rugosidad! etc.) y el envejecimiento. Los aisladores deslizantes  planos generalmente deben ser acompa7ados por mecanismos o sistemas restitutivos (típicamente aisladores elastoméricos con o sin núcleo de plomo) &ue regresen la estructura a su posición original luego de un sismo. dicionalmente! estos sistemas re&uieren de mayor mantención y cuidado! ya &ue cual&uier modificación en las superficies deslizantes puede resultar en un coeficiente de fricción distinto al de dise7o.

a) A&o+os desli,a"tes &la"os Los apoyos deslizantes planos son los aisladores deslizantes más simples. 8onsisten  básicamente en dos superficies! una ad$erida a la estructura y la otra a la fundación! &ue  poseen un bajo coeficiente de roce! permitiendo los movimientos $orizontales y resistir  las cargas verticales. 4oseen! generalmente! una capa de un material estastomérico con el fin de facilitar el movimiento del deslizador en caso de sismos. 4or lo general! las superficies deslizantes son de acero ino#idable pulida espejo! y de un material  polimérico de baja fricción. %ste tipo de aislación puede re&uerir de disipadores de energía adicionales.  fin de prevenir deformaciones residuales luego de un evento sísmico! se debe proveer de sistemas restitutivos (típicamente aisladores elastoméricos o con núcleo de plomo) &ue restituyan la estructura a su posición original.

poyo deslizante plano.  La combinación de estos sistemas con aisladores elastómericos o con núcleo de plomo  permite! en general! a$orros de costos del sistema de aislación. La 5igura 9 muestra la combinación de un apoyo deslizante con un aislador elastomérico.

8ombinación de apoyo deslizante y aislador elastomérico.

b) Pé"d!los -riccio"ales #PS/ rictio" Pe"d!l!m S+stem) Los péndulos friccionales cuentan con un deslizador articulado ubicado sobre una superficie cóncava. Los 54:! a diferencia de los apoyos deslizantes planos! cuentan con la característica y ventaja de ser autocentrantes. Luego de un movimiento sísmico! la estructura regresa a su posición inicial gracias a la geometría de la superficie y a la fuerza inducida por la gravedad. La 5igura 12 muestra un es&uema de un péndulo friccional.

4éndulo friccional