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Protección sísmica en minería:
Asegurando la continuidad de operaciones

La posibilidad de que se registre en el norte de nuestro país un terremoto con una magnitud superior a 8.0 grados es una preocupación que han manifestado los habitantes y también las autoridades. Con tal antecedente ¿Cómo está enfrentando la industria minera esta problemática? La tecnología existe y ya hay avances.

GNL Mejillones losa

El terremoto de febrero de 2010 puso a prueba la construcción chilena, y a pesar de que ésta respondió satisfactoriamente, la continuidad de operaciones, tanto en el rubro minero como a nivel industrial, aparece como un tema pendiente ante un futuro evento sísmico severo. Los antecedentes son claros. En Chile existían dos lagunas sísmicas en las cuales durante décadas no hubo terremotos de magnitud por sobre los 8.0º. Una de estas lagunas estaba ubicada entre Concepción y Constitución, cuya energía se liberó durante el sismo del 27/F. La segunda, la laguna sísmica en el norte de Chile, la más importante en el cordón de fuego del Pacífico, lleva más de 130 años acumulando energía, pues el último sismo de magnitud superior a 8º ocurrió en 1877 en Mejillones.


Auge de la minería


En paralelo, en los últimos años la industria minera ha venido mostrando gran dinamismo y crecimiento, siendo un gran impulsor para el desarrollo del país. Este motor ha producido importantes cambios no sólo en la generación de nuevos y más grandes yacimientos, sino también en el desarrollo de nuevos polos urbanos, modernización de ciudades, construcción de nuevos barrios y desarrollos inmobiliarios, proyectos de infraestructura, como carreteras, puentes y puertos.

Esta nueva realidad que exhibe la industria minera nacional podría verse perjudicada en la continuidad de sus operaciones, ocasionando pérdidas tanto en infraestructura como en detención de los procesos, ante un futuro terremoto en esa zona del país. Afortunadamente hoy en día existe la tecnología para minimizar este riesgo y mejorar en gran forma las posibilidades de mantener la continuidad operativa. Se trata de la protección sísmica, en base a una amplia gama de dispositivos que incluyen aislación y disipación de energía.


Tecnología chilena


Desde el punto de vista de la ingeniería nacional la tecnología existe y ha sido probada con éxito previamente al terremoto de 2010, en numerosos proyectos hospitalarios, de edificación e infraestructura. Una de estas empresas es SIRVE S.A, dedicada, entre otros servicios, a diseñar sistemas de protección sísmica. Así, durante el 27/F se confirmó el eficaz desempeño de las 13 estructuras que contaban con diversos sistemas de protección sísmica diseñados por esta empresa de ingeniería, protegiendo las estructuras, sus contenidos y logrando mantener la continuidad de sus operaciones, como fue por ejemplo el caso del Hospital Militar y del Muelle Puerto Coronel.

Cristal Chile planta

“Con los sistemas de protección sísmica es posible incorporar en las etapas de diseño, construcción y operación de diversos tipos de estructuras, los conceptos de optimización estructural y de costos, continuidad de operación y protección de personas, equipos y contenidos en general. El uso de sistemas como el aislamiento sísmico y la disipación de energía permiten, en algunos casos, no sólo minimizar hasta en un 80% las eventuales aceleraciones y deformaciones asociadas a un movimiento telúrico severo, sino que también optimizar el uso de los materiales (estructuras más livianas)”, destaca Ignacio Vial, Gerente General de SIRVE S.A.

Existen dos grandes ramas de tecnologías de protección sísmica. La primera corresponde al aislamiento sísmico, que consiste en incorporar una interfaz flexible entre el edificio y el suelo de fundación, a través del uso de aisladores sísmicos. Los aisladores sísmicos son elementos que permiten desacoplar el movimiento del edificio del movimiento del suelo, reduciendo considerablemente la demanda sísmica sobre la estructura. Actúan como un “filtro” que reduce el efecto que el suelo le transmite al edificio durante un sismo. La otra rama corresponde a la disipación de energía. En este caso los disipadores de energía, que son similares a los amortiguadores en un automóvil, permiten reducir las vibraciones en un edificio producto de un sismo, capturando parte de la energía que el terremoto introduce a las estructuras y transformándola en otras formas de energía (calor, etc.). Los disipadores de energía van distribuidos en el cuerpo del edificio, típicamente en los ejes resistentes a fuerzas sísmicas. “Hoy en día contamos con la tecnología y conocimiento para desarrollar proyectos y estructuras más seguras y optimizadas, de tal manera de proteger no sólo la gran inversión emplazada sino también la industria que ha sido pilar fundamental en el desarrollo del país”, prosigue Ignacio Vial.


Casos concretos

Estanque GNL Mejillones con aisladores en la base

En el ámbito industrial, SIRVE ya cuenta con casos de éxito. En 2006, Cristalerías Chile amplió su infraestructura con una planta ubicada en la comuna de Llay-Llay, V Región. Con una cuidada arquitectura y combinando audaces elementos de diseño con tecnología de punta, la planta se posicionó como una de las fábricas de envases de vidrio más modernas del mundo. No obstante, en 2010, el terremoto causó daños en la zona de la cámara regeneradora del horno. En la nueva etapa de la planta se tomaron medidas consistentes en aplicar un sistema de aislamiento sísmico basal, en gran parte del edificio y en la zona que contiene el horno de fundición. Este sistema consiste en instalar dos tipos de dispositivos de aislamiento: aisladores elastoméricos y deslizadores friccionales. “Los aisladores elastoméricos son los principales responsables de la incorporación de amortiguamiento y fuerza restitutiva al sistema, mientras que los deslizadores actúan como elementos de apoyo vertical, siendo su aporte a la rigidez lateral global del sistema muy bajo en comparación con el de los dispositivos elastoméricos”, detalla Michael Rendel, Gerente de Proyectos de SIRVE S.A.

El sistema de aislamiento completo fue dispuesto directamente sobre las fundaciones del edificio. Para lograrlo, se realizó una modelación tridimensional que arrojó que, para prevenir de mejor manera el efecto de futuros eventos sísmicos, era necesario aislar algunas de las estructuras como: la superestructura de hormigón (losas, pilares, vigas, entre otras), los silos, el horno y el regenerador de calor. El sistema de aislamiento consta de 54 aisladores elastoméricos de 70 cm de diámetro (de los cuales 25 tienen núcleo de plomo); 24 dispositivos de 80 cm de diámetro, 2 aisladores de 85 cm de diámetro y 18 deslizadores sísmicos.

Detalle aisladores GNL Mejillones

Más al Norte, A 12 km de la ciudad de Mejillones, en la II Región de Chile, se construye la segunda fase del Terminal GNL Mejillones, que considera un estanque de almacenamiento de gas natural en estado líquido (GNL), cuya capacidad será de 175.000 m³. “Dada la complejidad y envergadura del estanque de gas natural, el proyecto de protección sísmica fue muy especializado. Esta gran estructura -de 160 mil ton de peso, 90 m de diámetro y 50 m de altura- requirió de la aplicación de una filosofía sísmica que garantizara las exigencias de los máximos parámetros de funcionamiento y seguridad de la planta, ubicada en una zona de alto riesgo sísmico”, comenta Michael Rendel.

La gran cantidad de GNL que es capaz de almacenar el estanque, sumado a las dimensiones y materialidad de la estructura sobre el nivel de aislamiento representa un peso aproximado sobre los dispositivos de 143.800 ton. Este peso condicionó el número de aisladores a utilizar y sus características geométricas y mecánicas. El sistema contempla el uso de 208 aisladores con núcleo de plomo, correspondientes a los dispositivos que se ubican bajo el muro de hormigón del estanque exterior y 293 aisladores sin núcleo de plomo en el interior de la planta del tanque, totalizando así 501 aisladores elastoméricos. El uso de los aisladores con núcleo de plomo permitió alcanzar el amortiguamiento objetivo y aumentar la rigidez torsional del sistema de aislamiento.

A través de este sistema, “el estanque tiende a permanecer quieto durante un sismo severo, y los aisladores son los que absorben en gran medida el desplazamiento que sufre la superficie de la tierra”, prosigue Ignacio Vial de SIRVE.

Asegurar la continuidad de operaciones a través de sistemas de protección sísmica se convertirá cada vez más en una necesidad para la industria minera. El objetivo principal es construir edificios o instalaciones más seguras.

Enero 2013
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