Creación de una cimentación sismo resistente mediante la utilización de Materiales Inteligentes

Creación de una cimentación sismo-resistente mediante la utilización de Materiales Inteligentes.
Antecedentes.

En las fechas comprendidas entre los días X y X del mes de XXXX se han registrado XX terremotos a nivel de intensidades entre los X y los X grados en la Escala Richter, además tenemos muy cercanos en la memoria los terremotos de Lorca y el terremoto de Japón que puso en peligro laplanta nuclear de Fukushima, pudiendo ocasionar un desastre medioambiental y lo que es mas importante, la muerte de millones de personas.
En la actualidad existen muchos métodos antisísmicos, el problema es que cuando un terremoto sucede las fuerzas de cizalla hacen que el edificio no rompa por sus cimientos sino en la unión de estos con el edificio.
Por ello se quieren utilizar materialesinteligentes como son los fluidos electroreológicos o los fluidos magnetoreológicos para crear una cimentación que amortigüe o mejor aun aísle al edificio de un sismo.
Definición fluido tixotrópico.

Los fluidos tixotrópicos se caracterizan por un cambio de su estructura interna al aplicar un esfuerzo. Esto produce la rotura de las largas cadenas que forman sus moléculas. Dichos fluidos, una vezaplicado un estado de cizallamiento (esfuerzo cortante), sólo pueden recuperar su viscosidad inicial tras un tiempo de reposo. La viscosidad va disminuyendo al aplicar una fuerza y acto seguido vuelve a aumentar al cesar dicha fuerza debido a la reconstrucción de sus estructuras y al retraso que se produce para adaptarse al cambio.
Aparece un fenómeno de Histéresis.

Curvas de fluidez y deviscosidad de un fluido tixotropía (hay histéresis)

Las razones de este comportamiento son diversas. Si se considera al fluido como un sistema disperso, se debe tener en cuenta que las partículas que hay en él, poseen diferentes potenciales eléctricos y tienden a formar tres estructuras variadas dependiendo de cómo sea la fase dispersa. Si la fase dispersa está formada por una serie de capas sedenomina “Castillo de cartas, Card House” si en cambio se compone de una serie de varillas se denomina “Armadura”, y si la fase dispersa está compuesta por formas esféricas se denomina “Estructura de perlas encadenadas”.
Las fuerzas que actúan en estas estructuras son de tipo electrostático y se originan por el intercambio de iones dentro del fluido, el cual provoca atracciones y repulsionesentre ellos que dan lugar a cambios estructurales.
Estos cambios estructurales hacen que disminuya la viscosidad con el aumento de la velocidad de deformación y que ésta esté muy influenciada por el tiempo. La estructura puede volver a recuperar su forma inicial dejándola un tiempo en reposo. Para diferenciar de forma sencilla un fluido tixotrópico, se aumenta la velocidad de deformación hasta undeterminado valor y luego se disminuye hasta el reposo, observando entonces un fenómeno de histéresis, que ayuda a comprender la variación de la viscosidad.
Ejemplos típicos de fluidos tixotrópicos son: las pinturas, el yogur, las tintas de impresión, la salsa de tomate, algunos aceites del petróleo, el nylon, etc.
Definición de fluidos magnetoreológico:

Los materiales magnetoreologicos(MM), son materiales que responden a la aplicación de un campo magnético con un cambio en su comportamiento reológico y están formados por partículas magnetizables finamente divididas y suspendidas en un líquido portador, tal como aceite mineral, keroseno, etc. o en un sólido portador con elasticidad suficiente para permitir la orientación de los dipolos ante el campo magnético externo.
Larespuesta producida en los materiales magnetoreológicos, es el resultado de la polarización inducida en las partículas suspendidas mediante la aplicación de un campo externo. La interacción entre los dipolos inducidos resultantes, obliga a las partículas a formar estructuras en forma de columna, paralelas al campo aplicado.

Este tipo de estructuras forman una estructura similar a una cadena, la...