Сrean un material para proteger los edificios de los terremotos

Un científico de la Universidad Estatal de Viatka (Rusia) diseñó un material viscoelástico capaz de garantizar una seguridad sísmica extra en edificios durante terremotos. El material fue puesto a prueba con éxito en la Universidad Politécnica de Madrid y fue valorado positivamente por los expertos españoles.

Los investigadores de diversos países buscan métodos eficaces para proteger edificios e instalaciones de la destrucción durante los sismos. En las últimas décadas, un método basado en la disipación pasiva de la energía ha ido cobrando más y más relevancia.

En sistemas especiales la energía de los terremotos se transmite a los llamados amortiguadores sísmicos. Son por ejemplo disipadores viscoelásticos que controlan la vibración de una estructura mediante la deformación de deslizamiento y la esperada disipación de la energía del material viscoelástico.

Material viscoelástico sometido a pruebas

© Foto : Cortesía Yuri Yurkin

Otro tipo de amortiguadores sísmicos incluye disipadores por histéresis que incrementan la rigidez transversal de la estructura y pueden disipar un gran volumen de energía debido a la deformación plástica de metales.

Un proyecto prometedor en este sentido lo desarrolló un equipo de científicos de la Universidad Politécnica de Madrid, quienes diseñaron un amortiguador sísmico. Está ensamblado siguiendo el principio tubo dentro de tubo y formado por dos secciones huecas.

La sección exterior tiene unas bandas formadas por perforaciones en el muro y se suelda a la sección hueca interior de modo que, en caso de la tira del amortiguador —cuando se somete a un deslizamiento forzado en la dirección de su eje— las bandas disipen la energía a cuenta de la deformación por flexión y desplazamiento.

Trabajando con el material viscoelástico

© Foto : Cortesía Yuri Yurkin

¿Se puede construir un amortiguador sísmico que aúne las ventajas del amortiguador por histéresis y del disipador viscoelástico? Para lograrlo los diseñadores españoles propusieron colocar un material especial viscoelástico en el amortiguador por histéresis creado por ellos mismos, y que sería el primero en percibir cargas sísmicas y garantizaría pérdidas adicionales de la energía de oscilaciones.

El jefe del Departamento de obras de construcción y máquinas de la Universidad Estatal de Viatka, Yuri Yurkin, diseñó un material que une la rigidez, la elasticidad y una alta tangente del ángulo de pérdidas mecánicas.

La diferencia principal de este material frente a otros similares radica en su capacidad para autodilatarse, de ahí que su diseño sea único, señala Yuri Yurkin.

"Una banda estrecha de este material se coloca en el hueco entre los tubos del amortiguador sobre la superficie interior. Al calentarse, el material se dilata uniendo los tubos con fuerza. Como resultado, en caso de pequeñas deformaciones, se usa el material viscoelástico. En caso de grandes, entra en juego la estructura de metal. Así se plasmó la idea de crear el amortiguador viscoelástico por histéresis", explica el científico a Sputnik.

En la Universidad Politécnica de Madrid se ensayó el nuevo amortiguador. Para llevar a cabo el ensayo se creó una estructura de columnas de hormigón armado en que fue colocado un piso de entramado hormigonado monolítico con vigas. El modelo incluye una mesa vibradora que simula un terremoto.

Durante el ensayo Yurkin mostró el proceso de instalación de amortiguadores en la estructura y la posibilidad de poner a prueba la eficacia del nuevo material viscoelástico. "Con él alcanzamos el resultado necesario", destaca el catedrático de la Universidad Politécnica de Madrid Amadeo Benavent-Climent.