Los sistemas pasivos de disipación de energía se pueden clasificar

Los sistemas pasivos de disipación de energía se pueden clasificar en 4 categorías, que pueden ser
discriminados según su activación: por desplazamiento, velocidad, por una combinación de estos o
simplemente por movimiento (fuerzas inerciales).
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Disipadores activados por desplazamiento
Estos se activan debido a los desplazamientos relativos a los cuales son sometidos los dispositivos
mencionados, que se producen debido a alguna excitación externa por ejemplo, a un sismo.
La forma de disipación es a través de las deformaciones plásticas que presentan sus elementos o
mediante la fricción entre superficies que son calculadas y diseñadas con este objetivo. Es así
como se tienen 4 sub-categorías principales:
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Disipadores metálicos: disipan energía mediante la fluencia de metales sometidos a
distintos tipos de esfuerzos, siendo estos de flexión, corte, torsión o una combinación de
estos. En general, este tipo de disipadores tienen una buena resistencia frente a factores
ambientales y de temperatura, por lo que el comportamiento tiende a ser estable en el
tiempo.
Un ejemplo de este tipo de disipador es el ADAS (Added Damping/Added Stiffness), que
permite añadir rigidez y amortiguamiento a la estructura. El diseño que presenta este
elemento está definido de manera tal que permite la disipación mediante la deformación
plástica uniforme de las placas de acero.
Disipadores friccionales: como lo dice su nombre, al producirse la fricción entre 2 o más
superficies de contacto entre elementos, se produce una disipación de energía que
dependerá de las características de los materiales en cuestión, ya que entre mayor sea el
roce presente, mayor será la pérdida disipativa. Debido a esta condición es que este tipo
se mantiene inactivo mientras no se alcance un límite de carga capaz de romper la barrera
de estaticidad que impone el roce presente, por lo que su activación o participación
efectiva durante un sismo presentara un cierto nivel de incertidumbre.
Estos dispositivos pueden llevarse a cabo de distintas maneras, que incluyen conexiones
deslizantes con orificios ovalados, sus siglas en ingles son SBS(Slotted Bolted
Connection),dispositivos con superficies de contacto sometidas a precompresión, etc.
Ejemplo de un disipador friccional es un tipo “Pall” del cual se adjunta un esquema
representativo a continuación:
Disipadores de extrusión de materiales: estos basan su comportamiento en la
extrusión(agregar hipervínculo: http://es.wikipedia.org/wiki/Extrusi%C3%B3n) de
materiales a través de perforaciones. Un ejemplo de este tipo son las diagonales de
pandeo restringido o BRB’s( Buckling Restrained Braces), que añaden rigidez y
amortiguamiento a la estructura. En general, estos disipadores son duraderos por lo que le
numero de cargas y/o efectos climáticos no tienen mayor impacto en los elementos.
Disipadores autocentrales: se basan en los ciclos histeréticos que se producen en
conexiones o elementos pretensionados. Algunos pueden ser fabricados utilizando
materiales con memoria de forma o SMA ( Shape Memory Alloys). Este tipo de materiales
se denomina de esta forma debido a que al someterlos a ciertas condiciones físicoquímicas, como lo podría ser un aumento de la temperatura significativa, el elemento
deformado vuelve a su configuración inicial, recuperando las propiedades con las cuales
fue diseñado. Estos dispositivos utilizan las propiedades de los elementos que los
componen y de la geometría de su configuración para disipar energía y, una vez finalizada
la carga, regresar a su configuración inicial. Debido a esta condición es que se pueden
controlar gran parte de los desplazamientos residuales luego de un movimiento telúrico.
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Disipadores activados por velocidad.
Los disipadores de esta categoría se activan, o hacen su labor de manera efectiva, cuando se
presenta una diferencia relativa de velocidades en sus extremos inducidas debido a una
excitación externa, como por ejemplo, un sismo. Estos sistemas generalmente suman
amortiguamiento a la estructura, no afectando la rigidez lateral presente. También, como
característica permiten brindar protección durante sismos de todas las intensidades, por lo
que resultan ser un buen elemento disipativo.
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Dispositivos fluido-viscosos: disipa energía forzando un fluido altamente viscoso a pasar a
través de de orificios con diámetros, longitudes e inclinación específicamente
determinados para controlar el paso del fluido. Estos dispositivos son similares a los
amortiguadores presentes en automóviles, pero diseñados para el soporte de velocidades
críticas presentes en sismos
Muros viscosos: están conformados por una placa que se mueve en un fluido altamente
viscoso depositado al interior de un molde de acero (muro). El compartimiento de estos
dispositivos depende principalmente de la frecuencia y amplitud de la carga, número de
ciclos, y temperatura de trabajo.
Disipadores activados por desplazamiento y velocidad.
Los disipadores en esta categoría se vuelven activos cuando hay presencia de diferencias de
velocidades y desplazamientos relativos entre los extremos de estos, que pueden ser
inducidos debido a una excitación externa, como por ejemplo lo es un sismo.
Estos sistemas, de manera general, añaden amortiguamiento y rigidez a las estructuras.
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Dispositivos viscoelásticos sólidos: están formados por material viscoelástico ubicado
entre placas de acero. Disipan energía a través de la deformación del material
viscoelástico producida por el desplazamiento relativo de las placas. Estos dispositivos se
ubican generalmente acoplados en arriostres que conectan distintos pisos. El
comportamiento de estos amortiguadores puede variar según la frecuencia y amplitud del
movimiento, del número de ciclos de carga y de la temperatura de trabajo, por lo que
trabajar con estos dispositivos puede resultar un dolor de cabeza.