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tecnología / technology
ASEGURANDO LA CONTINUIDAD DE OPERACIONES
Protección sísmica
en minería
ENSURING THE OPERATIONAL CONTINUINITy
Seismic protection
in mining
Foto cortesía Sirve / Photo courtesy Sirve
Earthquakes are a serious
threat to the continuity of
mining operations in countries
such as Chile, Peru and Mexico.
Detalle de aisladores elastoméricos colocados en
la base del estanque de GNL Mejillones, Chile.
Detail of elastomeric isolators placed at the base
of LNG tank Mejillones, Chile.
Ante la posibilidad de que se registren terremotos
severos en países mineros como Chile, Perú y
México, entre otros, asegurar la continuidad de
operaciones resulta vital.
L
a industria minera regional ha
venido mostrando un gran dinamismo y crecimiento, siendo un
gran impulsor para el desarrollo
de los países latinoamericanos.
Esta realidad demanda que una
de las prioridades del sector sea
asegurar la continuidad de operaciones ante un evento severo,
por ejemplo un futuro sismo.
Si bien en la región las normas sismorresistentes funcionan y en general han sido
probadas con éxito, “se apunta en ellas a la
protección de los ocupantes y, en el sector
industrial, a la continuidad de operaciones.
No obstante, el desafío está dado por limitar el
daño a contenidos, lo que es factible de lograr”,
señala a LATINOMINERÍA Carlos Peña L., ingeniero civil estructural de ARA WorleyParsons.
Hoy 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, entre los que
se cuentan el aislamiento y la disipación de
energía. Hay avances en minería, industrias,
infraestructura y edificación.
TECNOLOGÍA
La tecnología existente ha sido probada
con éxito. Una de las empresas dedicada
al desarrollo de la ingeniería antisísmica es
Sirve S.A., firma chilena que, durante el
terremoto de febrero de 2010 que afectó
a la zona centro-sur de ese país, contaba
entre su portafolio con 13 estructuras protegidas sísmicamente, las que confirmaron el
eficaz desempeño y la continuidad de operaciones. “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 solo minimizar hasta
en un 90% las eventuales aceleraciones y
deformaciones asociadas a un movimiento
telúrico severo, sino que también optimizar el uso de los materiales (estructuras
más livianas) y maximizar la continuidad de
operación”, destaca Ignacio Vial, gerente
general de Sirve S.A.
T
he region’s mining industry
has been growing rapidly, becoming an important source
of growth for many countries in
Latin America. This situation requires the
industry to prioritize the continuity of its
operations in the face of a severe event,
such as a serious earthquake.
Seismic resistant standards operate
and in general have been successfully
tested throughout the region, but “these
focus on protecting occupants and the
continuity of operations in the industrial
sector. However, the challenge is to limit
damage to the contents, something which
can be achieved,” Carlos Peña L., a structural civil engineer at ARA WorleyParsons,
told LATINOMINERIA.
The technology exists today to minimize
this risk and significantly improve the possibilities of maintaining operational continuity.
Seismic protection involves the use of a
wide range of devices, including those
which isolate and dissipate energy. Advances have been made in mining, industry,
infrastructure and construction.
TECHNOLOGY
The existing technology has been
successfully tested. One of the companies dedicated to the development of
anti-seismic engineering is Sirve S.A. The
earthquake which struck central-southern
Chile in February 2010 proved the effective
performance and operational continuity of
its portfolio of 13 structures. “With seismic protection systems, it is possible to
incorporate concepts of structural and cost
optimization, operational continuity and
the protection of personnel, equipment
and contents in general into the stages
of design, construction and operation of
a wide variety of structures. The use of
systems such as seismic isolation and
energy dissipation allow, in some cases,
not only to minimize by up to 90% the
eventual accelerations and deformations
associated with a severe quake, but also
to optimize the use of materials (meaning
lighter structures) and maximize operational continuity,” highlights Ignacio Vial,
general manager of Sirve S.A.
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tecnología / technology
The Mexican
experience
Mexico can also boast some interesting applications. The Torre Mayor building in the Federal
District is considered one of the world’s most
earthquake-resistant skyscrapers due to its
anti-seismic applications. “The Torre Mayor’s
safety structure has been designed to give
maximum safety and comfort to its occupants.
The steel and concrete structures includes
98 seismic shock absorbers which reduce
movement during a tremor to a minimum and
absorb and dissipate an important part of the
energy absorbed by the building,” Rob Eley, an
associate architect at Canadian architecture
firm Zeidler Partnerships, told LATINOMINERIA.
La experiencia de México
El país del norte también cuenta con aplicaciones interesantes. Destaca el caso del edificio Torre Mayor,
ubicado en el Distrito Federal, considerado uno de los rascacielos más resistentes del mundo por sus
implementos antisísmicos. “La seguridad estructural de la Torre Mayor ha sido calculada para proporcionar el máximo de seguridad y confort a sus ocupantes. La estructura de acero y hormigón cuenta con
98 amortiguadores sísmicos que reducen al mínimo su desplazamiento durante un sismo, y amortiguan
y disipan una porción importante de la energía absorbida por la torre”, señala a LATINOMINERÍA Rob Eley,
arquitecto asociado de Zeidler Partnerships, firma canadiense de arquitectura.
Según datos proporcionados por la Cámara Minera de México (Camimex), la mayoría de los proyectos mineros en ese país se encuentra localizada fuera de los sectores de riesgo sísmico, por lo que la tecnología
aún está en potencial de desarrollo.
According to information provided by the Mexican Chamber of Mines (Camimex), the majority
of mine projects in the country are located outside the areas with seismic risk so the technology is still at the development stage.
There are two branches of seismic
protection technology. The first is seismic
isolation which incorporates a flexible interphase between the structure and the
foundation soil through seismic isolators,
“elements which decouple the building’s
movements from ground movements,
considerably reducing seismic demand
on the structure,” says Pedro Hidalgo,
a seismic and structural reviser at ARA
WorleyParsons.
The other branch is energy dissipation. Energy dissipaters, similar to shock
absorbers on a car, reduce vibrations in
“With seismic protection
systems, it is possible
to incorporate concepts
of structural and
cost optimization,
operational continuity
and the protection of
personnel, equipment
and contents in general
into the stages of
design, construction
and operation of a wide
variety of structures,”
highlights Ignacio Vial.
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l Latinominería l marzo-abril / march-april 2013
En México el edificio Torre Mayor cuenta con
98 amortiguadores que reducen al mínimo su
desplazamiento durante un sismo.
Torre Mayor building in Mexico has 98 dampers
which reduce its displacement to the minimum
during an earthquake.
Existen dos ramas de tecnologías de protección sísmica. La primera corresponde al aislamiento sísmico, que consiste en incorporar
una interfaz flexible entre la estructura y el suelo
de fundación, a través del uso de aisladores
sísmicos, “elementos que permiten desacoplar el movimiento del edificio del movimiento
del suelo, reduciendo considerablemente la
tecnología / technology
“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”, destaca Ignacio Vial.
demanda sísmica sobre la estructura”, señala
Pedro Hidalgo, revisor sísmico y estructural de
ARA WorleyParsons.
La otra rama es la disipación de energía.
Los disipadores de energía, 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.
APLICACIONES
“Como ARA WorleyParsons creemos que
el aislamiento sísmico funciona muy bien para
el cuidado de contenidos valiosos, por ejemplo las salas de control de una mina. Si bien
(estas últimas) son instalaciones simples en su
valor estructural, cuentan con computadores
y toda clase de equipamiento que manejan
los procesos de la planta, si eso falla, falla la
planta y eso es grave”, asegura Carlos Peña L.
En el caso de equipos críticos como molinos o chancadores, “lo que más complica es
hacer pasar por la interfaz de aislación todos
los sistemas de cañerías o dispositivos que no
necesariamente pueden ser tan flexibles como
los aisladores. En esos casos probablemente
se deberá proveer juntas de dilatación en las
cañerías”, comenta Hidalgo.
En la industria minera, “los sistemas de
aislamiento en la base son muy atractivos
para edificios como hangares de producción
con grandes luces y edificios administrativos.
Adicionalmente este tipo de dispositivos resulta bastante práctico sobre edificaciones
con paneles prefabricados (muy usados en la
industria minera), los cuales son colocados por
debajo de una losa de concreto que soporta el
peso del edificio”, complementa Luis Ricardo
Proaño, jefe del Departamento de Ingeniería
Sísmica Cismid de la Universidad Nacional de
Ingeniería del Perú (UNI).
Del mismo modo, hay dispositivos para el
control de vibraciones de maquinarias de la
industria minera, tales como resortes (con y
sin amortiguamiento) y los llamados Wire Rope
que han sido desarrollados en los últimos
15 años y que reducen sustancialmente las
vibraciones que estos equipos imparten a las
estructuras que los albergan.
Finalmente, “en algunas minas alrededor
del mundo se han introducido acelerógrafos
conectados con las centrales eléctricas de
modo de cortar el suministro eléctrico ante la
ocurrencia de un sismo y de ese modo evitar
incendios”, cuenta Proaño.
EL CASO DE CHILE
Según los expertos, Chile es el país sudamericano más avanzado en lo que a la aplicación de los SPS se refiere. Ante un anunciado
terremoto en la zona norte del país andino
(donde se ubica la mayoría de los grandes
yacimientos del territorio), la problemática no
ha pasado inadvertida para la industria minera. Ejemplo de ello es la Corporación del
a building in the event of an earthquake,
capturing part of the energy that an earthquake introduces into the structures and
transforming it into other types of energy.
APPLICATIONS
“At ARA WorleyParsons, we believe
that seismic isolation works well at protecting valuable content, for example,
the control room of a mine. While these
are simple installations in terms of their
structural value, they contain computers
and all kinds of equipment which handle the plant processes, if they fail, the
plant fails and this is serious,” explains
Carlos Peña L.
In the case of critical equipment like
mills or crushers, “the most difficult challenge is to apply isolation systems to all
the pipelines or devices which cannot
necessarily be as flexible as isolators.
In these cases, what is probably needed are dilation joints in the pipelines,”
notes Hidalgo.
In the mining industry, “the isolation
systems at the base are very attractive for
buildings such as production hangars with
large lights and administrative buildings.
This type of device is also quite practical
for buildings with prefabricated panels
(widely used in the mining industry) which
are placed beneath a concrete slab which
supports the weight of the building,” adds
Luis Ricardo Proaño, head of the Seismic
Engineering Department at Peru’s National University of Engineering.
There are also devices to control
vibrations in mining equipment, such
as springs (with and without damping)
and Wire Rope which has been developed in the last fifteen years and which
substantially reduces vibrations which
this equipment imparts to the structures
which house them.
Finally, “in some mines around the
world they have installed accelerographs in power plants in order to cut power
supplies in the event of an earthquake and
avoid fires,” explains Proaño.
THE CHILEAN EXAMPLE
Edificio del Centro de Información de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería (UNI).
Centro de Información de la Facultad de Ingeniería Civil´s building, University of Engineering Faculty of Engineering (UNI).
According to the experts, Chile is the
most advanced country in South America
in the terms of applying seismic protection
systems. An earthquake in the north of
the country (where most of the country’s
mines are located) brought the problem
to the attention of the mining industry.
One example is state copper company
Codelco which, after the 2010 earthquake
and working through its Vice-Presidency
for Projects, developed a “Guide for the
Preparation of Probabilistic Studies on
Seismic Threats, with the aim of obtaining
the seismic demand and defining different
design systems with different periods of
return to complement the deterministic
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methods which have been used traditionally,” Alejandro Espinoza, Codelco’s
director of Civil Structural Discipline and
Architecture, told LATINOMINERIA.
During 2011, “we undertook a new
revision of the seismic structural design
criteria where we incorporated the concept
of operational continuity, requesting that
they explicitly express the time required
to recover operations after an earthquake,
which is estimated for the different systems, equipment and components,” the
executive says.
A great deal of progress has been
made. Chile will soon have the world’s
first isolated building in a mine project: the
CIOG Building at Codelco’s new Ministro
Hales division. The building, which is currently being built in the city of Calama,
will be equipped with seismic isolators
designed by Sirve.
CIOG is the control room for the mine
processes. The first floor measures 40
meters by 25 meters. The second floor,
similar to an attic, is L-shaped and has a
surface area of 224 square meters.
The project has just one isolation level,
located beneath the first floor: “It consists
of a slab with a collaborating metallic plate which acts as a diaphragm and below
that are the isolators and sliders which are
connected directly to the foundations. The
project includes ten elastomeric isolators
and thirteen frictional sliders,” explains Henry Sady, Sirve’s head of Seismic Isolation
and Dissipation.
PERU
Peru is another mining country in Latin
America which suffers constant tremors.
While it is just beginning to apply this
technology, it already has some experience. The companies Sirve and Vulco
respectively designed and produced the
devices for the seismic isolation system
for the library at the Lima University of
Applied Sciences. “This building is the
first to be built with absorbers. There is
several more in development which will
be built soon. There are also buildings in
construction equipped with dissipaters,”
says Jorge Avendano, engineer for the
UPC’s structural project.
“Today we have the technology and
understanding to develop safer and optimized projects and structures, both in
mining as well as the industrial and energy
sectors. We can protect not only those
industries which are a fundamental source
of development in our countries, but also
a significant amount of the sunken investment,” says Ignacio Vial.
Ensuring the continuity of operations
through seismic protection is increasingly
becoming a need in the mining and industry
throughout Latin America. The aim is to
build safer buildings and installations.
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Foto cortesía Sirve / Photo courtesy Sirve
tecnología / technology
Los dispositivos de aislamiento sísmico consiguen un mejor desempeño de la estructura, reduciendo el
movimiento hasta en un 90% en caso de sismo.
Seismic isolation devices achieve a better structure performance, by reducing movement up to 90% in case
of earthquakes.
Cobre (Codelco) que, luego del terremoto
de 2010 y a través de la Vicepresidencia de
Proyectos (VP), trabajó en el desarrollo de
una “Guía para la Preparación de Estudios
Probabilísticos de Amenaza Sísmica, con el
fin de obtener la demanda sísmica, definiendo varios sismos de diseño con períodos
de retornos distintos, como complemento
a los métodos determinísticos que se han
usado tradicionalmente”, comenta a LATINOMINERÍA Alejandro Espinoza, director de
Disciplina Civil Estructural y Arquitectura de
la gerencia funcional de Ingeniería y Procesos de la VP de Codelco.
Durante 2011 “efectuamos una nueva revisión de los criterios de diseño estructurales
sísmicos, donde incorporamos el concepto de continuidad operacional, solicitando
que se declare explícitamente el plazo de
recuperación de la operación posterior a
un sismo que se estima para los distintos
sistemas, equipos y componentes”, puntualiza el ejecutivo.
Tanto terreno ha ganado esta tendencia,
que próximamente Chile contará con el primer
edificio aislado dentro de un proyecto minero:
se trata del Centro Integrado de Operación y
Gestión (CIOG) de Ministro Hales (MH). Hoy
en construcción, la estructura ubicada, en la
ciudad de Calama, tendrá aisladores sísmicos
diseñados por la firma Sirve.
El CIOG corresponde a una sala de control
de los procesos mina. El primer piso dispone de una planta de 40m x 25m. Existe un
segundo piso, similar a un altillo, con forma
de L y un área aproximada de 224 m2. El
proyecto tiene un único nivel de aislamiento,
ubicado bajo el primer piso: “Consta de una
losa con placa metálica colaborante que actúa
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como diafragma y bajo esta se ubican los
aisladores y deslizadores, los que se conectan
directamente a las fundaciones. El proyecto
contempla diez aisladores elastoméricos y
trece deslizadores friccionales”, explica Henry
Sady, jefe del área de Aislamiento Sísmico y
Disipación de Energía de Sirve.
PERÚ
Perú es otro de los países mineros y sísmicos de Latinoamérica. Si bien recién se
está comenzando con esta tecnología, ya
hay experiencias. Destaca la construcción
de la Biblioteca de la Universidad de Ciencias
Aplicadas de Lima (UPC), obra donde las
firmas Sirve y Vulco diseñaron el sistema
de aislamiento sísmico y fabricaron los dispositivos, respectivamente. “Este edificio
es el primero construido con aisladores.
Hay varios que están en proyecto y que se
construirán próximamente. También hay
en construcción edificios con disipadores”,
sostiene Jorge Avendaño, ingeniero del proyecto estructural de la UPC.
“Hoy día contamos con la tecnología y
el conocimiento para desarrollar proyectos
y estructuras más seguros y optimizados,
tanto en minería como en el sector industrial
y energético. Con ello, podemos proteger no
solo aquellos sectores industriales que son
parte fundamental del desarrollo de nuestros
países, sino que también el gran nivel de inversión emplazada”, acota Ignacio Vial.
Asegurar la continuidad de operaciones a
través de sistemas de protección sísmica se
convertirá cada vez más en una necesidad
para la industria minera y el sector industrial
latinoamericanos. El objetivo es construir edificios e instalaciones más seguros.