1

Estándar de Aislamiento Sísmico para la

Funcionalidad Continua

Victor Zayas, PhDEarthquake Protection Systems,

California, USA

Pérdidas por TerremotoColapsos

Daño estructuralDaños arquitectónicos

Daños contenidos

Perdida de uso

Colapsos

Ecuador

Ecuador Ecuador

2

Ecuador

Ecuador

EcuadorEcuador

Ecuador Ecuador

3

Nueva Zelanda Nueva Zelanda

Nueva ZelandaChile

ChileChile

4

Chile Hospital, California

Italia

• •

Italia

Japón China

5

China California

California Chile

Chile Chile

6

Chile Chile

Chile

• •

Japan

China China

7

ChinaChina

Todas estas estructurascolapsadas fueron

diseñadas por código.

Daños estructurales y arquitectónicos en estructuras que no se derrumbaron durante

el terremoto

Centro de la ciudad de ChristchurchTres días después del terremoto

de magnitud 6.3, 2010

Centro de la ciudad de ChristchurchTres años después del terremoto, 70% de los edificios fueron demolidas porque estaban muy dañadas. La reconstrucción

llevará 20 años. La pérdida mediana, incluida la pérdida de uso, está saliendo el doble del costo original de construcción.

8

Península de Caraquez, EcuadorAntes del terremoto de magnitud 7.8, 2016

100% de los edificios fueron severamente dañados por el terremoto. Los propietarios demolerán la mayoría de

los edificios que no se derrumbaron durante el terremoto

Península de Caraquez, EcuadorSeis meses después del terremoto

La pérdida mediana, incluida la pérdida de uso, se estima que es 150% del costo original

de la construcción.

Edificio de Península Caraquez con Menos DañoEl costo de reparación de daños arquitectónicos fue del 25% del costo original de

construcción. La pérdida de uso fue de 8 meses. La pérdida total equivale al 32% del costo original de construcción.

Edificio Península Caraquez con Menos Daño, sin daños estructurales.

Muros de hormigón más fuertes de lo requerido por el código. Daño arquitectónico 25% del costo original de construcción.

8 meses de pérdida de uso. Pérdidas económicas totales de 32%

Península de Caraquez, Daño de construcción 30%,18 meses de pérdida de uso, Pérdida total 45%.

Península de Caraquez, Daño de construcción 35%,20 meses de pérdida de uso, Pérdida total 57%.

9

Península de Caraquez, Daño de construcción 40%,24 meses de pérdida de uso, Pérdida total 60%.

Península de Caraquez, Daño de construcción 45%,28 meses de pérdida de uso, Pérdida total 68%.

Península de Caraquez, Daño de construcción 50%,30 meses de pérdida de uso, Pérdida total 75%.

Península de Caraquez, Daño de construcción 55%,30 meses de pérdida de uso, Pérdida total 80%.

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 3 años de pérdida de uso, Pérdida total 150%.

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 4 años de pérdida de uso, Pérdida total 160%.

10

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 5 años de pérdida de uso, Pérdida total 170%.

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 6 años de pérdida de uso, Pérdida total 180%.

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 7 años de pérdida de uso, Pérdida total 190%.

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 8 años de pérdida de uso, Pérdida total 200%.

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 9 años de pérdida de uso, Pérdida total 210%.

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 10 años de pérdida de uso, Pérdida total 220%.

11

Península de Caraquez, Pérdida de daños en el edificio 120%, 12 años de pérdida de uso, Pérdida total 240%.

Hospital de Bahía de Caraquez

Evacuado el día del terremoto. Los heridos tenían un hospital que pudiera tratarlos. La ciudad construirá un

nuevo hospital, diseñado para la funcionalidad continua. El nuevo hospital estará listo en 8 años.

Daños a los componentes

arquitectónicos, equipos y contenidos.

Aunque no sufrió daños estructurales durante el terremoto de magnitud 6.7, el hospital Olive View de California no podía cuidar a las personas heridas. Las aceleraciones espectrales de los pisos fueron superiores a 2 g, tres veces las aceleraciones permitidas por el estándar. Por daños

extensos arquitectónicos, el hospital fue evacuado el día del terremoto, y permaneció cerrado por 3 meses. Cuando los hospitales no pueden

funcionar, personas heridas mueren.

Edificio de control central del sistema de trenescerrada luego del terremoto de Chile

Hospital cerrado luego del terremoto de Chile

12

Corte Cerrada luego del Terremoto de Chile Edificio Comercial cerrado luego del Terremoto de Chile

Edificio Comercial Cerrado después del Terremoto de Chile Edificio Comercial Cerrado después del Terremoto de Chile

Edificio Comercial Cerrado después del terremoto de Chile

Hospital Cerrado después de terremoto de California

13

Hospital Cerrado después de terremoto de California Hospital cerrado después de terremoto de California

Edificio de control central del sistema de trenes cerrada luego del terremoto de Chile Aeropuerto de Santiago cerrado después

del terremoto de Chile

Aeropuerto de Santiago cerrado despuésdel terremoto de Chile Corte cerrado después del terremoto de Chile

14

Aeropuerto de Seattle cerrado después de terremotoEdificio Comercial Cerrado después

del terremoto de California

Funcionalidad Continua

Limitar el Daño a las estructuras, la arquitectura y los

contenidos a menos del 2% del coste de reemplazo.

1) Diseñar elásticamente las estructuras utilizando, R=1

2) Derivas máximas menores de tres por mil

3) Aceleraciones medianas del espectro del piso menor que 0.4g

Criterios de Diseño

15

Agencia Federal para el Manejo de Emergencias

FEMA 58Una metodología de ingeniería que contiene un software que calcula el daño esperado en losedificios después de losterremotos

Han tenido 20 años de financiamiento federal de los Estados Unidos.

Las corporaciones másgrandes del mundo

confían en: Aisladores de

Péndulo de Fricción para Funcionalidad Continua

Sede corporativa de Apple, 400,000 Metros Cuadrados

Plataforma Petrolera de Exxon en el Mar, Rusia

Plataforma Petrolera de Shell en el Mar, Rusia Planta de Manufactura de Instrumentos en Texas150,000 m²

16

Más de 50 Gobiernosen 28 países confían en

Aisladores de Péndulo de Fricción para Funcionalidad Continua El Puente de la Bahía de Caraques mantuvo Funcionalidad

Continua durante movimientos sísmico dos veces más fuerteque el terremoto máximo considerado del código.

Inmediatamente después del terremoto el puente fue utilizado para evacuar a las personas heridas a otras ciudades.

Dos Tanques de Gas Natural en Chile mantuvieron su funcionalidadcontinua durante el terremoto de magnitude 8.8. Las cargas sísmicas eran 10 veces

las fuerzas sísmicas que las estructuras están normalmente diseñadas para. Construcción del Tanque de GNL, Chile

Dos Tanques de Gas Líquido en Melchorita PerúEn 2008 se instalado 500 aisladores Péndulo Triple

para la funcionalidad continuadaDos (2) Tanques de Gas Líquido

Natural, México

17

Tres (3) Tanques de Gas Natural, GreciaAeropuerto de San Francisco, 1 Millón de Pies Cuadrados

Aisladores Sísmicos de EPS

Ataturk Airport International Terminal, Istanbul Turkey

This New Building Was Badly Damaged During The 1999 Turkey Earthquake, And Was Retrofitted With Seismic Isolators.

Aeropuerto del Gobierno de Turquía, 2 Millones de Pies Cuadrados

Aisladores Sísmicos de EPS

•

Gobierno Federal de los Estados Unidos, San Francisco

Palacio Municipal de Pasadena, California

18

Centro Esencial de Servicios de Emergenciadel Gobierno Mexicano

Condominios en China Aisladores Sísmicos de EPS

Puente del Gobierno de Canadá

Puente del Ferrocarril de Alta Velocidad, GreciaAisladores Sísmicos de EPS

Ferrocarril de Alta Velocidad en TurquíaAisladores Sísmicos de EPS

Ferrocarril de Alta Velocidad en EspañaAisladores Sísmicos de EPS

19

Todaiji Exhibit Museum, Nara JapanTriple Pendulum Isolated Exhibit Floor

2 Millones de Metros cuadrados de Hospitales

confían en:

Aisladores de Péndulo Triple para Funcionalidad Continua

San Francisco General Hospital Hospital de la Universidad de Stanford

Hospital Mills Peninsula, CaliforniaWashington Hospital, Fremont California

20

UCSF Medical Center, San Francisco, California Hospital Adana, Turquía

550,000 m²

Hospital Goztepe IPCU, Turquía200,000 Metros Cuadrados

Hospital Lutfi Kirdar IPCU, Turquía300,000 Metros Cuadrados

Elazig Hospital, Turquía250,000 Metros Cuadrados

Hospital Okemedani IPCU, Turquía200,000 Metros Cuadrados

21

Medicina Deportiva del CallaoHospital Alto Inclan, Arequipa

Hospital de Goyeneche, ArequipaHospital de Cajamarca, Essalud

Hospital General de PunoHospital de San Francisco, Ayacucho Perú

22

Hospital de Cangallo, Ayacucho Perú Hosital de San Miguel, Ayacucho Perú

Hospital de Coracora, Ayacucho PerúHospital de Inen, Lima Perú

Requisitos de los códigos nacionales para hospitales en Perú

“La Política Nacional de Hospitales Seguros tiene propósito garantizar su funcionamiento con el máximo de su

capacidad”

Hospitales Seguros es un documento de código para hospitales. Hospitales Seguros

tiene la más alta prioridad de todos los documentos de código que todos los

documentos de código que se aplican a los hospitales.

23

La Norma Peruana de EdificacionesTécnica E-030

“Las nuevas edificaciones de categoría A1 tendrán aislamiento sísmico en la

base cuando se encuentren en las zonas sísmicas 4 y 3.”

Estándar de Resistencia Sísmica en ASCE 7 Para Hospitales

“Limitar a menos del 3% los derrumbes de las estructuras

durante el terremoto máximo considerado.”

No logra la funcionalidad continua!

Estándar de Resistencia Sísmica en ASCE 7 para Edificios Ordinarios

“Limitar a menos del 10% los derrumbes de las estructuras

durante el terremoto máximo considerado.”

No logra la funcionalidad continua!

10 millones de metros cuadrados de

edificios, puentes e instalaciones

industriales confían en

aisladores fabricado por EPS

para Funcionalidad Continua

Puente Benicia-Martinez del Estado de California Puente Dumbarton del Estado de California

24

Puente Antioch del Estado de California Puente sobre el Río Misisipi

Puente de Nueva Jersey

Puente de Alaska

Puente del Estado de Nueva York

Puente de California

25

PUENTE LA ESTAMPILLA, COLOMBIA PUENTE GUALANDAY, COLOMBIA

PUENTE HELICOIDAL, COLOMBIA PUENTE TALAIGUA, COLOMBIA

PUENTE CAJAMARCA, COLOMBIA PUENTE CONDINA, COLOMBIA

26

PUENTE RIO DE ORO, COLOMBIA

29,7

Condominios de Taiwan, Aislamiento Sísmico de EPS

Centro de Artes Escénicas, TaiwanAisladores Sísmicos de EPS View from southwest

Edificio del Estado de California, San BernadinoAisladores Sísmicos de EPS

Palacio Municipal Hayward, CaliforniaAisladores Sísmicos de EPS Fábrica en Nueva Zelanda

Aisladores Sísmicos de EPS

27

Iglesia Católica, Oakland CaliforniaAisladores Sísmicos de EPS

$100 Billones de dólares en

Valor de Construcción confían en

aisladores de Péndulo de Fricción

fabricado por EPS

para Funcionalidad Continua

Funcionalidad Continua

Limitar el Daño a las estructuras, la arquitectura y los

contenidos a menos del 2% del coste de reemplazo.

1) Diseñar elásticamente las estructuras utilizando, R=1

2) Derivas máximas menores de tres por mil

3) Aceleraciones medianas del espectro del piso menor que 0.4g

Criterios de Diseño

Aisladores de Péndulo Triple

para

Funcionalidad Continua

Aislador de Péndulo Triple

28

Aislador de Pendulo Triple

Instalación del Péndulo de Fricción en la parte superior de la columna

El edificio se mueve sobre el espacio adyacente. No fue necesario un

piso técnico para los aisladores.

EL CONCPTO DEL PENDULO DE FRICCION

Ensayos del Péndulo Triple en la Mesa VibradoraE-Defense Japan

Ensayos del Péndulo Triple en la Mesa VibradoraE-Defense Japan

29

Péndulo de Fricción en la Mesa Vibradora de Universidad de Berkeley

100% de Ensayos de Control de Calidad a Scala Real

Ensayos de Control de Calidad de EPS en Aisladores de Péndulo Triple

El aislamiento sísmico sin estándares es un riesgo de colapso

Carretera Trans-Europea en Bolu, TurquíaEstructura Sísmicamente Aislada que cumplía el Código casi

colapso durante el Terremoto de 1999 en TurquíaCarretera Trans-Europea, Terremoto de Turquía 1999Las Vigas de Apoyo ya no se sostienen en los Pilares

30

Carretera Trans-Europea, Terremoto de Turquía 1999Las Vigas de Apoyo ya no se sostienen en los Pilares Unidades de Disipación Dañadas Las Vigas Se Desplazaron Fuera

del Apoyo de los Aisladores

Todas las Unidades de Disipación de Energía se Dañaron

Los Aisladores de Péndulo de Fricción fueron diseñados y manufacturados de EPSfueron utilizados para el reforzamiento del viaducto dañado para el diseño

y construcción de las tres nuevas secciones de la carretera Trans-European.

Sin estándares para los aisladores, no existen requisitos para:

1) la calidad de los materiales

y fabricación

2) factores de seguridad

3) limitar el riesgo de colapso

4) limitar el daño sísmico

Estándar de Aislamiento Sísmico para la Funcionalidad Continua

• Calificación del Fabricante• Factores de seguridad para aisladores• Aisladores de gran capacidad de desplazamiento• Diseño sísmico elástico de la estructura R=1• Deriva máxima menores de tres por mil• Aceleraciones medianas del espectro del piso menor

que 0.4g• Estructuras no requieren detalles de ductilidad• Cualquier tipo de estructura se permite en los grandes

aisladores sísmicos

31

Las especificaciones del proyecto deben especificar el:

Estándar de Aislamiento Sísmico para la Funcionalidad Continua

Los Ingenieros de EPS tienen 32 años de experiencia implementando

Soluciones para la Funcionalidad Continua en 28 países

Victor Zayas, Ph.D., P.E.Stanley Low, M Eng, S.EAnoop Mokha, Ph.D., S.E.

Planta de Manufactura de EPS, California Estados Unidos

Gracias por su interés en la Funcionalidad Continua