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abr. 13 de 2016
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Resumen:

Una rehabilitación estructural, ya sea por el reforzamiento sísmico o por reparación, es un aspecto importante para la mitigación de los efectos secundarios que producen los sismos, brindando a su vez mejoramiento del desempeño sísmico de las edificaciones vulnerables. No solo por sismología es importante rehabilitar las edificaciones, también puede ser necesario intervenir una edificación por otras razones tales como cambio de uso, modificación del sistema estructural, daños por corrosión o ataque químico, incendios, entre otras. Un aspecto importante y crítico en la intervención es la conexión entre nuevos y antiguos elementos por medio de diferentes técnicas y materiales que nombraremos brevemente más adelante. Además es recomendable que sean consideradas y estudiadas con base en el Título A de la NSR-10.

Fuente: Wikipedia – neofecsa5

Fuente: Wikipedia – neofecsa5

En el contexto de una rehabilitación, es necesario tener en cuenta que se están cambiando o modificando las variables clásicas de diseño que son: rigidez, resistencia, masa, capacidad dúctil y conocimiento del movimiento (aunque el peligro sísmico es inmodificable, sí es modificable la demanda sísmica impuesta en la edificación). Antes de rehabilitar cualquier edificación es necesario conocer cuál es la variable o variables que están por debajo de niveles que otorguen la seguridad mínima. Dentro de las alternativas de rehabilitación tenemos:

LA RIGIDEZ COMO MEDIO PARA REDUCIR LA VULNERABILIDAD

Cuando se necesita incrementar la rigidez del sistema estructural es evidente que la mejora de elementos estructurales clave puede ayudar en la solución global, pero debe tenerse en cuenta que la mayoría de las veces no es el procedimiento más eficiente ni el más apropiado. En estos casos se hace necesario acudir a métodos integrales, generalmente basados en la adición de muros de cortante con las dimensiones necesarias para que cumplan adecuadamente su cometido, a los cuales es necesario dotar de la cimentación apropiada para que las fuerzas horizontales que se concentran en los muros adicionales puedan ser transferidas al terreno de forma adecuada. Esta rehabilitación también puede ser hecha con la adición de sistemas metálicos de contraventeo que también deben transferir las fuerzas horizontales a la cimentación, lo cual conduce generalmente a la necesidad del empleo de pilotes en edificaciones ya construidas.

Fuente: Wikipedia - rbaglobal

Fuente: Wikipedia – rbaglobal

 

LA RESISTENCIA COMO MEDIO PARA REDUCIR LA VULNERABILIDAD

El llamado cacheteo de columnas y vigas consiste en el incremento de la sección transversal con la adición de barras de refuerzo longitudinal y transversal, y ha sido de amplio empleo en épocas pasadas para incrementar la resistencia. Lograr que la armadura longitudinal se integre al refuerzo general de la construcción ha sido un reto constructivo que generalmente ha implicado la ejecución de regatas hasta encontrar la armadura original para soldar el nuevo refuerzo. Esta solución tiene la particularidad de que no solo aumenta la resistencia sino que, al incrementarse el momento de inercia debido a la modificación de la sección transversal, también se aumenta significativamente la rigidez del elemento estructural.

En algunos casos, cuando las edificaciones cuentan con elementos a la vista, donde no hay muros que demoler, se colocan fibras de vidrio o de carbono las cuales resultan ser eficientes para el incremento de la resistencia a la flexión, el cortante o el esfuerzo combinado. El empleo de estas fibras ha demostrado ser una solución parcial muy atractiva a la rehabilitación porque representa una labor mucho menos invasiva y mucho más rápida de ejecutar.

Fuente: Wikipedia - Apliteccostarica

Fuente: Wikipedia – Apliteccostarica

 

REHABILITACIÓN GLOBAL DE EDIFICACIONES MEDIANTE INCREMENTO DE RIGIDEZ Y RESISTENCIA

En las zonas de actividad sísmica puede ocurrir que los reglamentos o decisiones especiales de cada sitio indiquen la necesidad de rehabilitar una edificación de varios pisos para lograr que las fuerzas inerciales horizontales derivadas del sacudimiento sísmico en la base realmente puedan ser resistidas por la construcción, sin que se presenten deformaciones transversales tan grandes que terminen poniendo en riesgo de colapso la construcción o la funcionalidad de la misma después del siniestro.

Tradicionalmente el problema se ha resuelto adicionando muros de cortante estratégicamente ubicados, de tal manera que la construcción mejora drásticamente su comportamiento sísmico en las dos direcciones ortogonales de la edificación. También para lograr el objetivo se adicionan contraventeos. Es normal que después de una intervención de este estilo en sitios de suelo blando, sea necesario recimentar la edificación y colocar mayor número de pilotes a mayor longitud, simplemente porque la nueva rigidización impone, frente a las condiciones de un siniestro fuerte, esfuerzos muy grandes para los que la cimentación original no fue diseñada.

Fuente: Wikipedia - Consulting&Construction

Fuente: Wikipedia – Consulting&Construction

 

REDUCCIÓN DEL MOVIMIENTO

Una estrategia adicional de rehabilitación consiste en afectar la demanda sísmica y no la capacidad estructural, lo cual puede resultar ser mucho más racional y acertado. Dentro de los sistemas que permiten disminuir la demanda sísmica se destacan la disminución de la masa, la colocación de la masa resonante, el aislamiento en la base y la disipación de energía.

No solamente el problema se trata de resistir el movimiento tal y como llega impuesto por la naturaleza, sino que existe la alternativa de generar un efecto tal que se ingrese menor demanda a la edificación de la que originalmente tendría en condiciones naturales. Necesariamente, para que ello exista, se deben suministrar dispositivos externos, ajenos a la edificación original, que logren esa reducción.

Estos sistemas de control tienen tres categorías: sistemas de control pasivo, control activo y control semiactivo; de estos los más eficientes son los sistemas activos, ya que pueden lograr, por orden de un computador, bloquear el desplazamiento en cierto momento y lo liberan en otro momento, de tal suerte que la edificación es controlada de la mejor forma para reducir al mínimo la vibración inducida por el suelo.

 

INCREMENTO DE LA CAPACIDAD DE AMORTIGUAMIENTO Y DE DISIPACIÓN DE ENERGÍA

El amortiguamiento de una edificación es una variable elusiva en el díseño sismorresistente sobre la cual se puede tener poco o ningún control; sin embargo, desde hace un tiempo los desarrollos en materiales y análisis han permitido empezar a colocar dispositivos denominados disipadores de energía (amortiguadores, cuando operan con fluidos) que mediante amortiguamiento histerético, producido por la fluencia o fricción de metales, o el amortiguamiento viscoso aportado por dispositivos de amortiguadores de fluidos, han logrado incrementar la capacidad de una edificación de disipar la energía que impone un sismo a la estructura y aumentar el amortiguamiento intrínseco de la edificación.

De forma intrínseca, el comportamiento histerético a la fricción de los materiales que componen los disipadores incrementa el amortiguamiento global de la edificación y lo que se busca es que, por medio de su daño propio (de los disipadores) o la disipación en forma de calor, actúen como fusibles evitando el daño de la edificación original.

Fuente: Wikipedia - cdvperu

Fuente: Wikipedia – cdvperu

 

AISLADORES DE BASE

El uso de aisladores de base constituye una técnica relativamente reciente en la ingeniería sismorresistente que está siendo empleada desde hace unas pocas décadas. Numerosos estudios técnicos y experimentales han demostrado las bondades de este sistema en comparación con diseños tradicionales.

El aislamiento en la base consiste en separar la cimentación de la estructura superior, es decir de la superestructura, preparar un plano rígido de instalación para el aislamiento, instalar el aislamiento y luego lograr que el sistema de aislamiento vincule la cimentación con la parte superior de la estructura. El sistema de aislamiento permite que la infraestructura de la edificación se desplace hasta un cierto valor de tal manera que la superestructura, que tiende a permanecer en la posición de reposo, recibe poca acción horizontal derivada de las deformaciones horizontales locales producidas por las ondas sísmicas a su paso por el sitio donde está implantada la edificación.

El efecto práctico del sistema de aislamiento es aumentar el periodo de oscilación natural de la edificación e incrementar el amortiguamiento estructural, porque la edificación prácticamente adquiere el amortiguamiento del aislador que resulta ser elevado por los materiales que lo constituyen.

Fuente: Wikipedia - Sirvechile

Fuente: Wikipedia – Sirvechile

Nota aclaratoria de responsabilidad: Las observaciones contenidas en este documento son de carácter informativo y deben ser aplicadas y/o evaluadas por el constructor o usuario solamente en caso de considerarlas pertinentes. Por lo tanto, estas observaciones no comprometen a Argos, a sus filiales o a sus subordinados.

Tradicionalmente el problema se ha resuelto adicionando muros de cortante estratégicamente ubicados, de tal manera que la construcción mejora drásticamente su comportamiento sísmico en las dos direcciones ortogonales de la edificación.

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Conclusión

La intervención sísmica antes de un evento es, sin duda, una buena estrategia de prevención para posibles desastres, que va a evitar posteriores inconvenientes tales como: cierre parcial o total de la estructura, pérdidas económicas y, lo más importante, pérdidas humanas.

Referencia: El concreto y los terremotos, conceptos, comportamientos, patología y rehabilitacion. Asocreto. 2da edición. Páginas: 367-392

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