Mejoramiento del comportamiento mecánico de aisladores sísmicos de caucho reciclado modificando el refuerzo y la adherencia entre capas

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Date
2024
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Pontificia Universidad Javeriana Cali
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El aislamiento sísmico constituye una estrategia de diseño estructural destinada a mitigar o minimizar los daños provocados por los movimientos telúricos, logrando la disipación controlada de la energía generada por los terremotos mediante el empleo de dispositivos de aislamiento sísmico, reforzados con materiales rígidos como el acero (conocidos como SREI) o flexibles como las fibras (FREI) (Naeim y Kelly, 1999). Es así, que la implementación de refuerzos flexibles en los aisladores ha introducido mejoras significativas en términos de reducción de costos y peso, lo que ha resultado en una mayor accesibilidad y facilidad en el proceso constructivo de las estructuras (B. Y. Moon et al., 2002). Dentro de esta categoría, las fibras emergen como elementos de particular interés, ya que cada una de ellas presenta características específicas que las hacen apropiadas para su estudio y aplicación en el campo de la ingeniería estructural. Ejemplos comunes de fibras utilizadas con frecuencia incluyen las de vidrio, carbono y nylon, seleccionadas debido a sus propiedades mecánicas como alto módulo de elasticidad, usos específicos en construcción y su costo de adquisición (Russo et al., 2013). En particular, los dispositivos con este tipo de refuerzo, que se caracterizan por su mayor flexibilidad y exhiben una rigidez vertical similar a la de los SREI, contribuyen a una reducción del abombamiento lateral del elastómero, haciendo que el aislador tenga deformaciones limitadas ante las cargas de compresión (Strauss et al. 2014). Particularmente en Colombia, investigaciones recientes han evidenciado el desarrollo de FREIs empleando fibra de poliéster, según un estudio conducido por Losanno et al. (2019). Este estudio ilustra que, al usar dicho refuerzo, se obtuvo una rigidez tanto en la dimensión vertical como horizontal comparable a aquella proporcionada por la fibra de carbono, pero con un coste significativamente menor. No obstante, cuando esta fibra de poliéster se incorporó en prototipos de aisladores sísmicos con una matriz de caucho reciclado, las propiedades mecánicas, tanto verticales como horizontales, evidenciaron una disminución, tal como fue reportado por Ortega et al. (2023).
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