Aisladores de base elastoméricos y FPS

Abstract

El futuro de la Ingeniería Sísmica, será una masificación de las construcciones con aisladores de base. Por este motivo, se ha escrito este libro y constituye la puerta de ingreso a los sistemas de aislación que actualmente existen en el mundo. En esta obra se tratan tres tipos de aisladores: los denominados elastoméricos sin núcleo de plomo, elastoméricos con núcleo de plomo y el tipo péndulo de fricción de laprimera generación FPS (Frictional Pendulum System). La primera obra construida con aislación sísmica fue el Partenón en el año 440 A. C., en la cual las columnas podían desplazarse verticalmente para permitir una rotación en su base y poder disipar energía mediante la fricción y deformación inelástica de un elemento de plomo que se incorporó como protección de los elementos de madera. Luego durante el transcurso de la vida ha habido otras obras en diferentes partes del mundo en que se han construido estructuras con aislación sísmica, tal vez en formaprimitiva de acuerdo a la tecnología existente en la época. En las últimas décadas en que hemos tenido un gran desarrollo científico y tecnológico en los diferentes campos del conocimiento, se han perfeccionado estos aisladores de base y actualmente se cuentan con equipos muy sofisticadosy seguros. Paralelamente ha existido un gran desarrollo teórico con un sustento experimental que garantiza el buen uso de los aisladores de base. En Latinoamérica el País que cuenta al 2008, con la mayor cantidad de estructuras con aisladores de base es Chile, donde ya se tienenmás de treinta estructuras con aisladores, la mayor parte de ellas son elastoméricos. En el Ecuador, se está construyendo el puente que une Bahía de Caráquez con San Vicente y que tiene una longitud de aproximadamente 2 Km., con aisladores FPS. De tal manera que ya es una realidad en nuestros Países la construcción de estructuras con aisladores de base y su uso se va a ir incrementando en el futuro a la luz del buen comportamiento sísmico que van a tener ante la acción de sismos severos. Quienes estamos inmersos en la investigación científica a más de presentar el resultado de nuestras investigaciones en revistas nacionales e internacionales, en congresos nacionales e internacionales, tenemos la obligación de escribir libros de carácter didáctico en el que se exponga en forma amplia el marco teórico y se desarrollen varios ejemplos que ayuden a entender la teoría expuesta y esto se ha tenido cuenta en la escritura del libro que se está presentando. Para facilitar el análisis sísmico de estructuras con aisladores de base elastoméricos y FPS se han desarrollado e incorporado en el texto, una serie de programas de computación escritos en Matlab, que serán de valiosa ayuda para el proyectista estructural y además para entender bien el marco teórico, mediante la lectura cuidadosa de los programas. Esta lectura no solamente sirve para entender el tema que se está analizando sino también para aprender un poco más de Matlab que tiene una serie de comandos que facilitan la solución numérica de aspectos muy avanzados que pueden ser aplicados en otras disciplinas científicas.

Complementando los capítulos de análisis, se incluyen dos capítulos sobre el diseño de edificios y puentes con dos tipos de aisladores, elastoméricos con núcleo de plomo y FPS. La teoría presentada se respalda con ejemplos de diseño. También se incluyen ejemplos de verificación donde las estructuras diseñadas son sometidas a análisis no-lineal de historia en el tiempo utilizando OPENSEES. Gracias al mundo de la globalización que estamos viviendo y al idealismo de cada uno de los autores del libro se ha logrado terminar una obra que empezó en el 2006 en la Escuela Politécnica del Ejército, Ecuador y en la Universidad de Concepción, Chile y que se fue extendiendo a la Universidad Católica de Santiago de Chile en el 2007 y finalmente a la Universidad Técnica Particular de Loja, Ecuador en el 2008. Hemos culminado esta obra que constituye el inicio de un trabajo en conjunto, entre universidades latinoamericanas que tienen un interés en común, cual es aportar con el conocimiento científico a tener estructuras más seguras ante la acción de los sismos y de esta manera disminuir la vulnerabilidad sísmica de nuestros países y de todos aquellos a donde llegue el presente libro. Es el inicio del trabajo en conjunto ya que solo se trata el análisis de dos tipos de aisladores, los elastoméricos sin núcleo de plomo y los FPS de la primera generación pero se los estudia a fondo, empezando desde lo más elemental hasta aspectos muy avanzados y complicados como es el análisis no lineal, de tal manera que el lector pueda con facilidad seguir su lectura e ir aprendiendo paulatinamente.