Gracias a lo mejor de la tecnología, las estructuras de cualquier tipo se adaptan a soportar cargas como tráfico, viento, movimientos sísmicos, etc., distribuyendo fuerzas bien proporcionadas sobre toda la estructura siendo reducidos desde el comienzo por la acción de dispositivos de aislación y amortiguación. Dado que no existe un concepto general de protección de estructuras contra los terremotos, MAURER implementa una consultoría sobre la obra en particular y diseña a medida de ella dispositivos mecánicos para adaptar la estructura a un ataque sísmico esperable. Un sistema antisísmico está conformado básicamente por:

• Aisladores sísmicos (SV) o Apoyos
• Amortiguadores (MHD)
• y / o Trasmisores de choque (MSTU, MSTL)
• y Juntas de Expansión (DS-F)

Un terremoto es en definitiva un fenómeno energético y las fuerzas que causan tensión sobre la estructura, el efecto final de aquel fenómeno, dañando diversos puntos de la estructura tal como se muestra en la Figura 2.

Para evitar esto se usan los sistemas de protección antisísmicos, manejados a través del concepto de DISTRIBUCION de ENERGIA, que se basa en distribuir las fuerzas sísmicas en tantos lugares como sea posible, aunque sin dispositivos de trasmisión de choque (MST), no será suficiente para proteger la estructura. Por esto en la Figura 3 vemos cómo se utilizan los MST para proteger la estructura en su deformación.

El concepto de DISMINUCION de ENERGIA, se basa en la aplicación simultánea de dos métodos:

1. Aislación Sísmica: consiste en aislar la cubierta del puente apoyándolo sobre aisladores sísmicos SV.
2. Disipación de Energía: por medio de la disipación pasiva de energía, el resto de las fuerzas sísmicas que entren a la superestructura son efectivamente disipadas por medio de dispositivos de amortiguación de la tensión.

El concepto de DISMINUCION de ENERGIA es muy ventajoso y el más efectivo para el diseño de estructuras muy económicas y con grandes márgenes de seguridad. Ver Figura 4.

Concepto de APROVECHAMIENTO de la ENERGIA para una protección sísmica óptima

Ante un sismo, sin un sistema de protección, grandes cantidades de energía ingresan a la superestructura muy concentradas en los puntos fijos. Por medio de unidades de trasmisión de choque y aunque la energía entrante es aún de la misma magnitud, es distribuida a diferentes puntos dentro de toda la estructura en cantidades equivalentes. Por la implementación de aislación sísmica adicional, menos energía entra a la estructura y la cantidad de energía entrante es efectivamente disminuida. Un concepto muy utilizado en la aislación de los motores para vehículos.

El concepto de Aprovechamiento de la Energía reduce efectivamente la energía entrante a la estructura por medio del envío a tierra del movimiento a través de los cimientos.

La cantidad de energía estructructuralmente almacenada (Es) ha de ser lo más baja posible para evitar daños. Por lo tanto el valor de la energía disipada (Ed) debe ser grande. La parte de energía Eh que compone la energía disipada Ed, debido a la deformación plástica de la estructura tiene que ser mantenida baja, ya que esta forma de disipación de energía causa fatiga estructural y grietas.

El camino ideal para sistemas de protección sísmica

Los sistemas de protección sísmica MAURER aseguran completa serviciabilidad después que un terremoto y daños a la estructura han sido evitados. Por lo tanto la estructura está nuevamente lista para un nuevo servicio contra posibles nuevos movimientos, ya que no son necesarios trabajos de reacondicionamiento, lo que lo hace al sistema de protección sísmica, la opción más económica.

De acuerdo al requerimiento los componentes del sistema pueden fabricarse bajo normas EURO NORM, AASHTO, BRITISH STANDARD, DIN o cualquier otro estándar. MAURER ofrece el más completo asesoramiento sobre los componentes del sistema, así como los principios de la estructura.

DESCRIPCION TECNICA DE LAS UNIDADES DE TRANSMISION DE CHOQUE MSTU / MSTL

Los MSTU son dispositivos hidráulicos para interconectar rígidamente partes estructurales en caso de repentinos desplazamientos debidos a terremotos, tráfico, vientos, etc. En la literatura técnica muchos nombres son usados para este tipo de dispositivos, como Lock-Up Device (LUD), Rigid Connection Device (RCD), Seismic Connectors Buffers o similares, pero ninguno de ellos reacciona de manera siimilar.

Desplazamientos muy pequeños debidos a cambios de temperatura y contracciones causan una pequeña fuerza de respuesta dentro del MSTU, donde el fluído fluye de un extremo del pistón al otro dentro del cilindro hidráulico.

Ante un terremoto o frenado brusco de vehículos, con el resultado de velocidades de desplazamiento relativamente grandes entre la superestructura y la subestructura, el MSTU reacciona con incremento intensivo de su fuerza de respuesta. El dispositivo bloquea cualquier desplazamiento entre las partes estructurales interconectadas. El fluído sintético no es capaz de ir de un lado del pistón al otro a esa gran velocidad de desplazamiento.

MSTL - UNIDAD DE TRANSMISION CON LIMITADOR DE FUERZA

Comparado con el la unidad de trasmisión de choque "normal", con una teóricamente ilimitada fuerza de bloqueo en caso de un ingreso infinito de energía inesperada, el MSTL con limitador de fuerza reacciona con una fuerza límite de respuesta máxima. Esta Fuerza normalmente es definita levemente por encima de la fuerza de bloqueo nominal o puede ser elegida individualmente.

En caso que la fuerza máxima de respuesta nominal sea excedida por un inesperado comportamiento estructural sísmico demasiado grande o una energía sísmica demasiado grande, un dispositivo de control inteligente habilita el desplazamiento del MSTL. La fuerza de respuesta es mantenida constante por el control inteligente mientras que la velocidad de desplazamiento se da en cualquier parte.

El limitador de fuerza da al diseñador la confianza y seguridad que la fuerza de respuesta máxima de la unidad de trasmisión de choque está bien definida, independientemente de la cantidad de energía de impacto. Esto trae la ventaja de que la estructura puede ser calculada exactamente para una fuerza de respuesta definida, sin tener que diseñar con mayores márgenes de seguridad (y mayor costo), .

Comparado con el MSTU, el MSTL con limitador de fuerza salva los sobrecostos estructurales y da mucho mayor margen de seguridad a la estructura sin incrementar los costos.

CARACTERISCAS GENERALES DE LOS MSTU Y MSTL

DIMENSIONES Y ANCLAJE DE LOS MSTU Y MSTL

DESCRIPCION TECNICA DE LOS AMORTIGUADORES SISMICOS MHD

Los amortiguadores hidráulicos MAURER - MHD son dispositivos que permiten desplazamientos por cambios térmicos, contracciones, etc. Durante su condición de servicio sin crear fuerzas de respuesta significativas, pero disipando grandes cantidades de energía durante entradas de nergía sísmica y la energía es convertida en calor.

Cuando suceden inesperadas aceleraciones entre sectores estructurales unidos, debido a energía sísmica, frenados del tráfico, vientos, etc., induciendo velocidades de desplazamiento en el rango de 0,1 mm/s a 1 mm/s, el MHD se bloquea y comporta rígidamente.

Después de exceder una entrada de energía definida el MHD es forzado a sobrepasar la fuerza de respuesta máxima definida FN durante un modelo de carga sísmica, un mecanismo de control inteligente habilita un desplazamiento relativo entre las partes interconectadas pero todavía con una fuerza de respuesta constante FL que es insignificativamente mayor que FN. La muy especial cualidad es que ahora FN es independiente de las velocidades de desplazamiento. Durante esos desplazamientos el control inteligente pilotea muy exactamente el traspaso del fluído de un lado a otro del cilindro, para mantener constante la fuerza de respuesta.

CARACTERISTICAS DE LOS MHD

DIMENSIONES Y ANCLAJE DE LOS MHD

DESCRIPCION TECNICA DE LOS AISLADORES SISMICOS VS

Los aisladores sísmicos MAURER cumplen
con las siguientes características:

	Aislamiento vertical respecto de la tierra en movimiento Trasmisión vertical de carga Adaptación automática a los desplazamientos y rotaciones de la superestructura respeto de la subestructura Capacidad de re-centrado para restaurar la superestructura durante y después de un sismo para evitar peligrosos acumulamientos de desplazamiento en una única dirección El material interior de caucho consiste en un caucho natural de muy alta calidad para el mejor comportamiento sísmico. La cubierta exterior de la goma está hecha de una goma de cloropreno (marcada en verde en los dibujos), para unas muy buenas características de envejecimiento.
	Principalmente son usados dos tipos de aisladores sísmicos VS: V2S: de deformación multidireccional VE2S: de deformación lateral y deslizamiento longitudinal.
	Como alternativa a los aisladores sísmicos de goma, pueden usarse apoyos de desplazamiento multidireccional esféricos o POT. Estos apoyos son preferidos para muy altas cargas, (>21000 kN) o para países con temperaturas inferiores a los -30ºC en la mayor parte del año. Dado que no es practicable un 100 % de aislamiento sísmico y la energía finalmente inducida sobre la estructura aún causa desplazamientos en la cubierta, se usan amortiguadores que aseguran una disipación muy significativa de la energía, disminuyéndolas en forma muy importante respecto de los sistemas que usan el concepto de "strengthening".

DIMENSIONES DE LOS AISLADORES SISMICOS V2S

DIMENSIONES DE LOS AISLADORES SISMICOS VE2S

INFORMACION TECNICA PARA LAS JUNTAS DE DILATACION SISMICAS DS Y DS-F

Hay dos posibilidade para diseñar las juntas de dilatación MAURER:

1. DS: La junta es diseñada para servicio de desplazamiento y adicionalmente puede acomodarse a los desplazamientos sísmicos. La junta no sufre daños y puede transitarse inmediatamente después del sismo. Modelo DS.
2. DS-F: La junta DS-F puede acomodarse a los desplazamientos de servicio y a los desplazamientos de apertura sísmica. Los desplazamientos de plegamiento sísmico no son enteramente acomodados. Por lo tanto MAURER desarrollo una junta especial del tipo DS-F llamado FUSE BOX. Cuando todas las aberturas entre los perfiles se cierran, las juntas están tratando de cerrarlos más aún y el FUSE BOX permite hacerlo de una forma controlada: un borde de la junta es empujado por sobre la abertura de la junta. Como las barras de soporte son guiadas por apoyos elastoméricos, la junta mantiene un comportamiento flexible y no es dañada sobre esa operación. Después del terremoto la junta puede ser transitada por los vehículos de emergencia sin problema. Para volver las juntas nuevamente a la posición de servicio, solo es necesario un trabajo menor en las soldaduras de las costuras del FUSE BOX.

En cualquiera de sus dos modelos, estas juntas encadenadas constituyen la mejor alternativa en juntas sísmicas disponibles.

Las juntas sísmicas de dilatación...

AMORTIGUADORES INTELIGENTES MAURER MID

Su principio de funcionamiento se basa en efectos magnéticos: un campo magnético dentro del pistón incide sobre la viscosidad de un fluido especialmente desarrollado. Dependiendo de la magnitud de los campos magnéticos las fuerzas de respuesta pueden ser incrementadas hasta 10 veces. LA corriente eléctrica que necesita el dispositivo puede ser suministrada por una batería de coche o un panel solar. Las máximas fuerzas de respuesta de este dispositivo pueden variar en un rango que va desde los 2 kN a los 5.000 kN.

Este documento ha sido elaborado íntegramente por:

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