Desde el automovilismo hasta la construcción, desde las líneas eléctricas hasta los aerogeneradores. Él Amortiguador de masa, También conocido como amortiguador dinámico, es un dispositivo que se monta en diferentes tipos de estructuras para mitigar los efectos negativos derivados de vibraciones.
¿En qué concepto se basa el amortiguador de masas?
El propósito del amortiguador de masa es transferir la energía introducida por un campo de fuerza en un sistema vibratorio, enviando deliberadamente una parte a resonancia para asegurar que la porción restante del sistema se mantenga en reposo. Los edificios, incluidos los edificios de gran altura, se ven fácilmente afectados por fluctuaciones por ráfagas de viento o choques sísmicos.
Il Amortiguador de masa pueden ser de dos tipos: pasivos, como en el caso de Amortiguador de masa sintonizado (TMD), o activo, Amortiguador de masa activo (AMD)
El TMD (es una masa oscilante capaz de descargar fuerzas sobre los elementos estructurales en los que está anclado a través de una conexión de amortiguación por resorte. Permite "capturar" la energía del movimiento de la estructura en torno a su frecuencia de resonancia.
Los Amortiguador de masa activo (AMD), la versión activa y más avanzada del dispositivo pasivo Amortiguador de masa sintonizado, consisten en una masa oscilante auxiliar, accionada por un actuador, que ejerce una fuerza sobre la masa, haciéndola vibrar. La fuerza de control que se ejerce sobre la estructura viene dada por la fuerza de inercia de la masa gracias al principio de acción y reacción.
¿Quién inventó los amortiguadores de masa?
La técnica de amortiguamiento de masas fue inventada por primera vez por herman frahm en 1901. Más tarde, en 1909, se desarrolló el concepto de Tuned Mass Damper (TMD) cuando Frahm inventó un dispositivo de control de vibraciones llamado amortiguador dinámico de vibraciones.
Il amortiguador de masa más tarde se aplicó a sísmico da bill robinson, a principios de la década de 70, quien desarrolló el amortiguador sísmico, construido con plomo y caucho de alta densidad para absorber la fuerza de los terremotos.
De Asia a Europa: la evolución del Mass Damper
Los amortiguadores de masa son sistemas adoptados sobre todo en Asia, donde desde hace décadas son soluciones antisísmicas habituales, capaces de contrarrestar cualquier tipo de vibración, incluso la del viento, y por ello se utilizan en edificios de gran altura, como los rascacielos.
Ciertamente, el ejemplo más famoso de TMD existente se refiere al rascacielos. Taipei101 en Taiwán, donde se instaló un péndulo de 660 toneladas, equipado con un total de ocho enormes amortiguadores hidráulicos.
Edificio Taipei 101, Taiwán
La primera implementación de un dispositivo de control activo en un edificio fue con la adopción, en el 1989, de un sistema AMD en Tokio dentro del Kyobashi Seiwa.
Esta estructura de 11 pisos se monta dentro de dos masas activas de 5 toneladas en total (el peso del edificio es de aproximadamente 400 toneladas) para contrarrestar tanto el movimiento transversal del edificio como el movimiento de torsión de la acción del viento.
Active Mass Damper en Europa e Italia: los casos ISAAC
ISAAC ha patentado el primer sistema de control activo de tipo AMD en Europa capaz de mejorar significativamente el comportamiento global de una estructura sometida a un evento sísmico.
El sistema consiste en la instalación de actuadores en la cubierta del edificio a proteger y de sensores acelerómetros posicionados en puntos estratégicos de la estructura. Una computadora central coordina y controla todo el sistema. El propósito de este último es contrarrestar el movimiento del edificio durante la terremoto, yendo a reducir las amplitudes de oscilación de la construcción y consecuentemente haciendo menos intensos los esfuerzos que actúan sobre los elementos estructurales resistentes. Este proceso se lleva a cabo a través de la generación de fuerzas por parte de las máquinas, determinadas por el algoritmo de control implementado dentro de la computadora central. Este último mide las aceleraciones del edificio en los puntos donde se colocan los sensores y, en consecuencia, calcula las fuerzas que deben generar las máquinas.
La adopción de sistemas de control activo dentro de las estructuras civiles permite obtener mejoras en el comportamiento dinámico del edificio ante un sismo comparables a las que se obtienen con la adopción de sistemas pasivos, pero aprovechando la ventaja de menos invasividad durante la instalación. En efecto, un sistema de este tipo permite intervenir en los edificios sin molestar a los habitantes y permite reducir al mínimo los trabajos preparatorios accesorios para la instalación del sistema.
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