Aislamiento sísmico

19-11-2020 | Publicado por Joaquín Martí

Los ingenieros deben construir cosas que duren, si no para siempre, al menos el tiempo marcado en las especificaciones. Esto implica que nuestras estructuras deben ser capaces de soportar las cargas que experimentarán durante su vida útil. Para lograrlo, uno puede tratar de aumentar la resistencia de la estructura o, de alguna forma, limitar las fuerzas que va a sufrir. O, ciertamente, una combinación de ambas cosas.

Los terremotos son responsables de algunas de las cargas a las que las estructuras deben hacer frente y hay muy poco que podamos hacer sobre su ocurrencia o su magnitud. Además, se da algo muy incómodo con estos eventos y es que sólo sabemos caracterizarlos estadísticamente: así, proyectamos para un cierto período de retorno, digamos de 500 o de 5.000 años, pero no hay garantía de que la estructura no se verá sometida a un evento mayor.

El aislamiento sísmico intenta reducir las fuerzas que el terremoto genera en la estructura y, hasta cierto punto, también limitarlas. El concepto es sencillo: si suprimimos o flexibilizamos drásticamente las conexiones de la estructura con el terreno, éste no podrá transmitir sus movimientos a la estructura.

Yendo al extremo, una estructura que flota libremente en un lago no percibirá los terremotos. Es una solución efectiva pero no muy práctica ya que nuestras estructuras generalmente tendrán que estar conectadas al terreno y, al menos en la dirección vertical, la conexión no puede flexibilizarse mucho porque las cargas de gravedad producirían asientos inaceptables.

Todas las estructuras tienen una resistencia inherente en dirección vertical pues deben soportar las fuerzas de gravedad. Pero esto no ocurre en dirección horizontal, que es precisamente la dirección en que las demandas sísmicas tienden a ser más severas. Por tanto, en esa dirección podemos introducir sistemas o elementos entre la estructura y el terreno para reducir las cargas sísmicas generadas en la estructura, a cambio de aumentar sus desplazamientos relativos respecto al terreno. Hay muchos tipos de aislamiento sísmico, basados en muelles, amortiguadores, deslizamiento con fricción, deformación de neoprenos, etc., incluso algunos que son inteligentes y pueden adaptarse a las condiciones cambiantes.

En Principia hemos trabajado con aislamiento sísmico en instalaciones petroquímicas, centrales nucleares y, especialmente, tanques de almacenamiento de gas natural licuado. También hemos diseñado sistemas de aislamiento para vibraciones de origen no sísmico, como equipos mecánicos o el paso de personas. Y fuimos socios en el Proyecto Indepth, financiado por la Comunidad Europea y dedicado al estudio de diversos dispositivos de aislamiento sísmico para la protección de plantas petroquímicas. Uno de los resultados más útiles del proyecto fue determinar los niveles de input sísmico a los que el aislamiento era aún innecesario, el nivel en que empezaba a ser progresivamente útil y económicamente atractivo y, finalmente, el nivel en que ya resultaba imprescindible, pues la estructura era inviable sin él.

La próxima vez que te enfrentes a una estructura en un ambiente sísmico particularmente severo o con una sensibilidad especial a los efectos sísmicos, ven a consultar a los expertos.