Amortiguadores de masa sintonizada

Tabla de Contenidos

Introducción 3
Amortiguadores de masas sintonizadas 4
Variables y ecuaciones básicas 8
Aplicaciones de los Amortiguadores de Masas Sintonizadas 10
Referencias 15

Introducción

Nuestro país se encuentra en el Cinturón de Fuego del Pacífico, lo que implica que se localiza en un territorio nuevo y en constante cambio, afectado continuamente por los sismos.Recientemente Costa Rica sufrió un terremoto con epicentro en Cinchona, que ocasionó graves daños en las estructuras de la región. Esto demuestra la importancia de tomar en cuenta las fuerzas externas para un buen diseño, ya que trae consigo graves consecuencias sociales y económicas.

Además de los terremotos, existen otras fuerzas de la naturaleza como tifones, huracanes, vientos y demás de loscuales el hombre no tiene control o forma de predecir, que pueden provocar fallas estructurales. Por esto, los ingenieros cuentan con sistemas de amortiguamiento para contrarrestar este tipo de eventualidades.

Una alternativa muy interesante y eficaz, es la disipación de la energía que ingresa a la estructura a través de amortiguadores sísmicos que pueden ser incorporados sin mayores inconvenientesa estructuras ya construidas o en proyecto. Esta alternativa se presenta como una de las formas más eficaces y de bajo costo para el mejoramiento de la seguridad de estructuras existentes.

Los objetivos principales de este trabajo son el estudio de los amortiguadores de masas sintonizadas (tuned mass dampers), y su aplicación en diferentes edificios alrededor del mundo.

Lo anterior selogrará mediante el análisis de la base conceptual de las vibraciones estudiada en clase enlazada con los casos de problemas reales que se han presentado a la ingeniería.
Se pretende entender el funcionamiento básico de estos sistemas basados en el acoplamiento de dos sistemas vibratorios, que son frecuentemente aplicados en la ingeniería civil para edificaciones de gran altura.

Amortiguadores demasas sintonizadas

Según la segunda ley de Newton, sabemos que F = ma, lo que nos dice que cuando una fuerza externa es aplicada a un sistema, tal como lo hacen las ondas de los sismos a los edificios, debe de haber una aceleración resultante. Aquí es donde entran a trabajar los amortiguadores de masa sintonizados, que consisten en una masa, un resorte y un amortiguador.
[pic]
Figura 1.Vibraciones amortiguadas
Fuente: ffden-2.phys.uaf.edu.htm

El amortiguamiento en un sistema mecánico es una medida del ritmo al cual la energía de vibración del sistema es disipada. Un ejemplo de un sistema real con amortiguamiento es un gozne o rótula. La fricción convierte el movimiento en calor, y eventualmente llevará el sistema al reposo si no están actuando otras fuerzas externas para mantenerel movimiento.

Otro ejemplo es el amortiguamiento viscoso creado por el aceite en un dispositivo para absorber los impactos que se sienten en un vehículo. La viscosidad del aceite genera calor cuando es forzado a través de una pequeña abertura en el pistón del amortiguador, y así le roba energía al sistema.
En el caso de edificaciones altas, el amortiguamiento es beneficioso, ya que reduce elmovimiento, haciendo la estructura más estable para sus ocupantes. Asimismo, si algún componente de la estructura es propenso a la vibración, el amortiguamiento sirve para suprimir estas vibraciones.

La cantidad de amortiguamiento presente en un sistema se mide como el porcentaje de amortiguamiento crítico [pic], que es el punto en el cual el sistema dejará de oscilar. Se puede experimentaramortiguamiento crítico en un automóvil con un buen sistema de amortiguamiento. Si se mueve un automóvil, empujando su bumper o parachoques hacia abajo, cuando la fuerza pare, el vehículo volverá a su posición original sin movimiento o brincos adicionales.

Entre los sistemas de disipación están los activos y los pasivos. Los sistemas pasivos consisten en dispositivos que se incorporan a la...