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Protección sísmica en minería: Asegurando la
continuidad de operaciones
Chile
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.
El terremoto de febrero de 2010 puso a prueba la construcción chilena, y a pesar de que ésta
respondió de manera satisfactoria, 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 8.0. 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.
En paralelo, en los últimos años la industria minera
ha venido mostrando un 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 proyectos 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.
“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
En el ámbito industrial, SIRVE ya cuenta con casos de éxito. En 2006, Cristalerías Chile amplió su
infraestructura con una moderna 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 del 27 de febrero causó daños en la zona de la cámara
regeneradora del horno. En la nueva etapa de la planta se tomaron medidas que consisten 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 principalmente 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.
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
centímetros de diámetro (de los cuales 25 tienen núcleo de plomo); 24 dispositivos de 80
centímetros de diámetro, 2 aisladores de 85 centímetros de diámetro y 18 deslizadores sísmicos.
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 mil metros cúbicos.
“Dada la complejidad y envergadura del estanque de gas natural, el proyecto de protección sísmica
fue sumamente especializado. Esta gran estructura -de 160 mil toneladas de peso, 90 metros de
diámetro y 50 metros 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 toneladas. 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.