Desarrollo de una matriz para aisladores sísmicos empleando caucho reciclado de llantas vehiculares

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dc.contributor.advisorMadera Sierra, Ingrid Elizabeth
dc.contributor.advisorRojas Manzano, Manuel Alejandro
dc.contributor.authorMeza Muñoz, Alex Oswaldo
dc.date.accessioned2025-11-12T15:01:04Z
dc.date.available2025-11-12T15:01:04Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractEn las últimas décadas, numerosos terremotos de gran magnitud han provocado impactos catastróficos, incluyendo la destrucción de ciudades, pérdidas humanas significativas y graves daños estructurales. El aislamiento sísmico en la base es una técnica consolidada para mitigar los efectos de los sismos en edificaciones; sin embargo, su alto costo limita su aplicación en países en desarrollo. Al mismo tiempo, el crecimiento global del parque automotor ha generado una acumulación masiva de llantas fuera de uso, agravando los problemas ambientales. En respuesta a estas problemáticas, este estudio investiga el desarrollo de una matriz para aisladores sísmicos utilizando caucho reciclado de llantas vehiculares, propuesta como una alternativa sostenible y de bajo costo. Se evaluaron experimentalmente diez matrices de caucho reciclado, analizando sus propiedades físicas y mecánicas, y se seleccionó aquella con granulometría y contenido de aglomerante óptimos por su desempeño superior. Esta matriz fue validada mediante ensayos de compresión y cortante cíclico en prototipos a escala reducida de aisladores reforzados con fibra, desarrollando cinco diseños, dos de ellos con refuerzos flexibles. El prototipo de mejor comportamiento combinó caucho reciclado con 15% de aglomerante y refuerzo de fibra de vidrio, alcanzando una rigidez vertical de 45 kN/mm y un coeficiente de amortiguamiento de hasta 22%, superando el mínimo del 10% requerido para aislamiento sísmico. Estos resultados demuestran que la combinación de caucho reciclado y fibra de vidrio no solo es técnicamente viable para la fabricación de aisladores sísmicos, sino que también promueve la sostenibilidad ambiental mediante el aprovechamiento de residuos y se refleja como una alternativa económica, frente a aisladores convencionales que utilizan caucho natural o en su defecto son importados de otros países, aumentando drásticamente los costos de obtención. El estudio finaliza con la estimación del costo directo de fabricación de un aislador a escala real utilizando la matriz desarrollada.spa
dc.description.abstractIn recent decades, numerous high-magnitude earthquakes have caused catastrophic impacts, including the destruction of cities, significant loss of life, and severe structural damage. Base seismic isolation is an established technique to mitigate the effects of earthquakes on buildings; however, its high cost limits its application in developing countries. At the same time, the global growth of the automotive fleet has led to a massive accumulation of end-of-life tires, worsening environmental problems. In response to these issues, this study investigates the development of a matrix for seismic isolators using recycled rubber from vehicle tires, proposed as a sustainable and low-cost alternative. Ten recycled rubber matrices were experimentally evaluated, analyzing their physical and mechanical properties, and the one with optimal granulometry and binder content was selected for its superior performance. This matrix was validated through compression and cyclic shear tests on scaled prototypes of fiber-reinforced isolators, developing five designs, two of them with flexible reinforcements. The best-performing prototype combined recycled rubber with 15% binder and fiberglass reinforcement, achieving a vertical stiffness of 45 kN/mm and a damping ratio of up to 22%, exceeding the minimum 10% required for seismic isolation. These results demonstrate that the combination of recycled rubber and fiberglass is not only technically feasible for manufacturing seismic isolators but also promotes environmental sustainability by utilizing waste and represents an economical alternative compared to conventional isolators that use natural rubber or are imported from other countries, drastically increasing acquisition costs. The study concludes with an estimate of the direct manufacturing cost of a full-scale isolator using the developed matrix.eng
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameIngeniero(a)Civil
dc.format.extent101 p.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11522/5096
dc.language.isospa
dc.publisherPontificia Universidad Javeriana Cali
dc.publisher.departmentFacultad de Ingeniería y Ciencias
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Civil
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.subjectAislador sísmico elastoméricospa
dc.subjectCaucho recicladospa
dc.subjectMatrizspa
dc.subjectLlantasspa
dc.subjectElastomeric seismic isolatoreng
dc.subjectRecycled rubbereng
dc.subjectMatrixeng
dc.subjectTireseng
dc.titleDesarrollo de una matriz para aisladores sísmicos empleando caucho reciclado de llantas vehicularesspa
dc.typemaster thesis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
dc.type.redcolhttps://purl.org/redcol/resource_type/TM
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