Entrevista Entrevista con Juan Juan Carlos Carlos de la Llera, ingeniero civil de la Pontificia Universidad Católica de Chile en Santiago, Master of Science, University of California, Berkeley y Doctor of Philosophy, University of California, Berkeley, experto en modelamiento de estructuras, dinámica estructural, sistemas de reducción de vibraciones, riesgo, cinemática y dinámica de mecanismos. El profesor Juan Carlos de la Llera es el autor del diseño del sistema de aislamiento sísmico del Nuevo Hospit Hospital al Milita Militarr en La Reina Reina,, realiz realizado ado entre los años 2001 2001 y 2002, obra obra que ha estado a cargo de la Dirección de Arquitectura.
AISLADORES
SISMICOS
en el Hospital Militar
Juan Carlos, cuéntanos de tu trabajo en el ámbito de los aisladores sísmicos y el ejemplo del Hospital Militar
Bueno, Buen o, el el trab traba ajo de los los aisl aislad ador ores es sís sísmico micoss es el resu result ltad ado o de 10 años años de des desar arro roll llo o de la ingeniería y la tecnología tecnología en este campo. El problema es como enfrentar los sismos. Por ejemplo, ejemplo, el de 1960 en Valdivia fue del orden de 30 veces el del 85 ... Se tra trata de diseñ diseñar ar y pone ponerr en prác prácti tica ca soluc olucio ione ness que que admi admita tan n los los desp despla laza zami mien ento toss generados en los edificios, para que éstos queden por lo menos operables ante un evento de esa magnitud. A grandes rasgos, la filosofía de la ingeniería sísmica trabaja con tres niveles: 1.
los terremotos llamados “de servicio”, en que la estructura queda perfectamente operativa, sólo con pequeños daños superficiales,
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los de “diseño”, cuando las estructuras pueden tener daños estructurales y no estructurales severos, aunque no presentar fallas importantes, y
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los terrem terremot otos os “máxi “máximos mos”, ”, frent frente e a los cuale cualess se prete pretende nde que que la estruc estructur tura a no colapse, con los consiguientes daños y pérdidas humanas y materiales.
Existe una relación entre la aceleración que genera el movimiento movimiento sísmico y el período de la oscilación oscilación del edific edificio. io. Por ejemplo, ejemplo, en en el Hospital Hospital Militar Militar el período período es de 2,8 segundos a lo que le corresponde una aceleración muy inferior a la que tendría de estar sin aislamiento sísmico. La respuesta que se propone con este sistema busca independizar la estructura del suelo, dividiendo la obra en una parte terrenal (subterráneo) y otra “que cuelga del cielo” (superestructura). La parte celestial queda como un bloque rígido, no se deforma, y por ende no tiene daño, mientras la deformación impuesta por el suelo se concentra en los aisladores. Experiencias anteriores, en la década de 1970, intentaron generar este aislamiento con lo que se llama un “piso suave”, sobre columnas con una gran ductilidad, confinadas, con muchos estribos. Estos elementos toleraban tol eraban una deformación máxima del orden de un 2% de la altura total del piso. Esto se experimentó en el hospital Olive View en Los Angeles, California, que sufrió un terremoto que generó una deformación mayor a ese 2%, produciéndose el colapso de la estructura. La solución solución se buscó buscó entonc entonces es por el lado lado de los compu compuesto estoss elastomé elastoméric ricos, os, con aplic aplicac acion iones es que fueron evolucionando tecnológicamente hasta llegar a las que tenemos en el Hospital Militar. Estos elementos soportan sopo rtan 800 toneladas de carga vertical cada uno y pueden deformarse lateralmente hasta 35 centímetros. Tienen una elasticidad que es 2000 veces la del hormigón. Mientras el hormigón falla al deformarlo axialmente 3 milímetros en 1 metro, el elastómero falla al deformarlo en 6 metros!. Por otra parte, el corazón de plomo que se introduce al centro aumenta la capacidad de amortiguamiento del elemento.
Hospital Militar de La Reina, Sant iago
El resultado es: • •
8 a 10 veces menos de esfuerzo sobre la estructura 4 a 8 veces más seguro
La vida útil de los elementos está garantizada por 50 años, al cabo de los cuales, o antes si es necesario, pueden ser reemplazados mediante una operación constructiva relativamente simple, la que está por supuesto considerada en el diseño. Además se contempla protección especial contra el fuego, instalada en cada aislador. El sistema se ha probado exitosamente en violentos sismos reales en la costa oeste de Estados Unidos y en Japón. Se ha implementado en Chile también, en la Clínica San Carlos de Apoquindo, en el edificio de San Agustín en el 2002, ubicado en el Campus San Joaquín de la Universidad Católica, con cerca de 6.000 m 2 de construcci construcción, ón, y en el nuevo edific edificio io de la Asocia Asociación ción Chilena Chilena de Segurida Seguridad d ubicado ubicado en la calle Vicuña Mackenna. Los aisladores instalados en el Hospital Militar tienen 90 cm. de diámetro y 30 de altura, con una separación (gap) de libre juego de movimiento del edificio ante un sismo de 40 cm. Son los más grandes que se han usado en Chile y uno de los más grandes del mundo. Son completamente hechos y ensayados en el país.
¿Qué aplicaciones tendría en arquitectura pública, por ejemplo?
Todas las que quieras. Para Elemental, los arquitectos de la Católica que ganaron un prem remio en la Bienal nal de Arq Arquite itectura ura por lo de Iquiqu uique e www.bienaldearquitectura.cl www.bienaldearquitectura.cl,, hicimos proyectos de vivienda localizados en Antofagasta, Copiapó, Valparaíso, Santiago, Concepción, Concepción, Temuco, Valdivia. Si el costo de la unidad es del orden de 400 a 450 UF es posible incluir los aisladores símicos. Una vez que se masifica el uso del sistema, los costos se reducen notablemente. Ahora, como en muchas otras cosas, se requiere mucha voluntad para empezar. Se trata de una innovación muy importante en la vivienda social. Una buena ingeni ingenier ería ía permit permitir iría ía mejora mejorarr la la estruc estructur tura a y por por esa vía vía baja bajarr los los costos costos,, plan planif ifica icarr y hacer posible una experiencia masiva. Por otra parte, para la Dirección de Obras Portuarias hemos estudiado estudiado defensas en muelles. Todo este trabajo se ha hecho con FONDECYT y los proyectos FONDEF
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Por ejemplo, el edificio para VULCO que hicimos en el 2005, fue ejecutado en dos meses, para una superficie de 1.200 m 2. El edificio edificio de consultas de la Asociación Chilena de Seguridad, también del 2005, con 5.500 m 2 en 7 pisos y 3 subterráneos es el más alto en Chile.
1 El Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico, FONDEF, es un organismo dependiente de la Comisión Nacional de Ciencia y Tecnología, www.conicyt.cl.
El techo del Atrio del Centro de Justicia de Santiago es otro ejemplo interesante: inte resante: la parte del puente está aislada con c on un sistema de aislamiento sísmico análogo. Se trata de una estructura de 350 toneladas, que cubre un área de 27 x 77,5 m. La libertad arquitectónica que se genera es espectacular, pues alivianas las estructuras y permite un juego amplio de posibilidades. También estamos trabajando con otras formas de disipación de la energía que liberan los sismos. Por ejemplo, los amortiguadores de masa sintonizada, que parte del principio de generar grandes masas que controlen, “contrarrestando” “contrarrestando” el movi movimi mien ento to de la estr estruc uctu tura ra,, si es es que se pued puede e deci decirr así. así. Hay Hay algu alguna nass expe experi rien enci cias as en construcciones japonesas en las que se usa este concepto. No es una idea nueva sino que la innovación está en la aplicación y la traducción tecnológica. En el proyecto del Templo Baha`i se probará otro sistema, que es el péndulo friccional. El proyecto es un santuario compuesto por un gran vacío de 30 metros de altura y coronado por una cúpula, tiene cerca de 1.200 m 2, con capacidad para 600 personas y una mezzanina, una suerte de balcón que además cumple un rol estructural. Esta obra es un desafío en todo sentido que está pensado para 200 años de vida útil. Esta Estamo moss frent rente e a un sist sistem ema a que que repr repres esen enta ta un desp despeg egue ue tecn tecnol ológ ógic ico o de env enverga ergadu dura ra.. Los aisladores sísmicos se usan en Estados Unidos, en Japón, en Nueva Zelanda, en Corea, en Turquía, Turquía, en Italia. Italia. Es muy interesante además la experiencia mundial, pues se ha aplicado a edificios históricos. históricos.
www.bahai.cl
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01 City Hall (Municipio) San Francisco, California / 02 Corte de Apelaciones de San Francisco, California / 03 City Hall (Municipio) Los Angeles, California 04 Parlamento de Nueva Zelanda, Wellington Wellington / 05 Esq uema de Aislador Sismico (como los usados en el Hospital Militar de La Reina).
www.sirve.cl
Sirve.cl es una empresa que ofrece ingeniería y tecnología para la reducción de vibraciones en estructuras y sistemas mecánicos, utilizando el concepto de aislamiento sísmico y disipación de energía. Es una empresa que se incubó en la Pontificia Universidad Católica de Chile con el apoyo del gobierno chileno, a través del Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico.
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AISLADORES
SISMICOS
en el Hospital Militar *agradecemos la colaboracion de Alfonso Adrover, Inspector Fiscal y Lorena Radical, arquitectos de la Dirección de Arquitectura a cargo de la obra del Hospital Militar de La Reina, en la elaboracion de este documento.
