Aislamiento sismico

Aislamiento Sísmico: Una alternativa atractiva para la Sismorresistencia
A través de los siglos se han inventado muchos mecanismos para desacoplar las edificaciones de la acción dañina de los sismos. Entre estos tenemos: rodillos, bolas, cables, resortes, columnas mecedoras, y hasta talco y arena.

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Algunos historiadores sugieren que la técnica de aislamiento sísmico fue utilizada porcivilizaciones que como la griega se desarrollaron varios siglos antes de Cristo. Varios edificios han sido aislados sísmicamente en décadas recientes. Vale la pena mencionar que México fue uno de los países pioneros en el proceso de modernización del concepto de aislamiento. En los años setentas del siglo XX (Fig. 1), se aislaron sobre balines algunos edificios de concreto reforzado y mamposteríaubicados en Ciudad de México.
Aunque el aislamiento sísmico se aplicó primero a edificaciones de ocupación especial, su uso se ha extendido a estructuras de ocupación estándar. A la fecha, la mayoría de las aplicaciones del aislamiento sísmico sigue concentrándose en estructuras importantes que albergan equipos o contenidos delicados. Una vez que maduró el concepto de aislamiento sísmico, se hanhecho varios intentos por aplicarlo en países en desarrollo. Un ejemplo exitoso es Chile, que en años recientes ha aislado varias estructuras importantes, incluyendo hospitales.

Concepto
El desempeño sísmico insatisfactorio de algunas estructuras diseñadas conforme a reglamentos modernos ha preocupado al medio de la ingeniería estructural. Esto ha cobrado importancia a partir de las grandespérdidas materiales y económicas consecuencia de eventos sísmicos recientes. Dichas pérdidas han remarcado la necesidad de desarrollar metodologías y sistemas estructurales innovadores que permitan un mejor control del daño que sufren las edificaciones construidas en zonas de alta sismicidad. En notable contraste con el pasado, el desempeño de las edificaciones modernas debe trascender la prevenciónde fallas estructurales catastróficas durante sismos severos. Cada edificio que se construye debe satisfacer múltiples y complejas necesidades socioeconómicas; lo que implica que el daño en sus elementos estructurales y no estructurales, así como en sus contenidos, debe ser cuidadosamente controlado.

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El nivel de daño estructural y no estructural, así como de los contenidos de unaedificación, es consecuencia de los niveles excesivos de movimiento que su sistema estructural exhibe durante una excitación sísmica. La innovación en ingeniería sísmica puede entenderse a partir del planteamiento de sistemas estructurales, ya sea tradicionales o innovadores que puedan controlar el nivel de daño en los diferentes sub-sistemas de las edificaciones a través de controlar adecuadamente surespuesta dinámica durante excitaciones sísmicas de diferentes intensidades. Las propiedades estructurales que deben suministrarse a una estructura, independientemente del material estructural que se use, deben ser tales que controlen su respuesta dinámica dentro de umbrales congruentes con el nivel de daño o desempeño deseado para sus elementos estructurales, elementos no estructurales y contenidos.Mientras en términos de los sistemas estructurales y no estructurales, el nivel de daño debe controlarse por medio de reducir las demandas de desplazamiento lateral en la estructura; el control de daño en contenidos requiere del control de sus demandas máximas de velocidad y aceleración lateral.

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Uno de los mayores dilemas que han enfrentado los ingenieros estructurales ha sido controlaradecuada y simultáneamente las distorsiones de entrepiso (daño estructural y no estructural) y las aceleraciones de piso (daño en contenidos) en las estructuras desplantadas en terreno firme. La Fig. 2 muestra los espectros de Pseudo-aceleración (Sa) y Desplazamiento (Sd) correspondientes a movimientos del terreno generados en terreno firme, y a comportamiento elástico con bajos niveles de...