1. INTEGRANTES:
Atencio Illescas James kennedy
Trujillo Ortiz Jhonel
Requena Marcelo Deiby Mijail
Cerrón Caqui Gilson Orlando
Sánchez Félix Yonni Helbert

3. • La disipación de energía se logra mediante la introducción de dispositivos
especiales en una estructura, con el fin de reducir las deformaciones y
esfuerzos sobre ella.
• Estos dispositivos reducen la demanda de deformación y esfuerzos
producidos por el sismo mediante el aumento del amortiguamiento
estructural hasta un 50%.

4. SISTEMAS DE PROTECCIÓN SÍSMICA
SISTEMAS PASIVOS.
La disipación pasiva de energía es reconocida como un medio efectivo para defender a las estructuras de los
efectos de los sismos. El principio es simple: si los sismos se originan mediante una liberación de energía del suelo,
los elementos que estén íntimamente ligados al suelo tales como las estructuras, absorben esta energía durante un
sismo y deberán liberarla de alguna manera.
1. Disipadores histeréticos.
 Disipador ADAS (Added Camping And Stiffness).
 Disipador TADAS (Triangular Added Damping And Stiffness).
 Disipador Honey-Comb.
 Unbonded Braces.
3. Disipadores Friccionales.
 Conexión SBC (Slotted Bolted Connection).
 Sistema PALL.
 Dispositivo de fricción por golillas.
4. Disipadores viscoelasticos.
 Disipadores viscoelasticos sólidos.
 Disipadores viscoelasticos de fluidos.
5. Aislamiento de base.
 Los aisladores de neopreno zunchado.
 Los aisladores de fricción.
 Aislador pendular.

5. DISIPADORES HISTERÉTICOS.
 Disipador ADAS (Added Camping And Stiffness).
Esta formado por un conjunto de chapas en paralelo, de espesor constante y sección
variable en forma de X. Este sistema frontalmente es similar a dos trapecios unidos por
la base menor. Cada placa del dispositivo se encuentra impedida de giro en ambos
extremos, de forma que un desplazamiento relativo entre estos en dirección
perpendicular al plano de la placa produce una distribución de momentos flectores
lineales, simétricos y con doble curvatura.
Por lo general los disipadores histeréticos se comportan elásticamente para resistir
las cargas laterales producidas por viento y sismos menores, y trabajan en el rango
inelástico en el caso de sismos intensos disipando energía mediante este
comportamiento.

6. Disipador TADAS (Triangular Added Damping
And Stiffness).
Está formado por un conjunto de placas trapezoidales de acero paralelas y de
espesor constante. El hecho de que las placas se encuentren con un extremo
empotrado y el otro articulado, condiciona la forma trapezoidal.
La base menor de la placa se conecta al nivel de viga a una estructura a
porticada, mientras que la otra se articula con una unión a dos contravientos
dirigidos a la base de los pilares del pórtico. Con un desplazamiento relativo
entre extremos de la placa perpendicular a su plano.

7.  DISIPADOR HONEY-COMB.
Debido a los espacios vacíos que deja entre disipadores se le conoce genéricamente
como disipador de tipo panal, y se comercializa con el nombre de “Honeycomb”. Su
geometría tiene como objeto una plastificación lo más uniforme posible en la zona
disipativa. Su comportamiento histerético es muy estable y de forma casi rectangular;
es más flexible que los anteriores.
 UNBONDED BRACES.
Consiste en una diagonal de acero que fluye dentro de una sección de hormigón que
la confina. Su principio básico de funcionamiento es prevenir el pandeo de Euler
cuando el elemento de acero fluye en compresión.

8. DISIPADORES FRICCIONALES.
 Conexión SBC (Slotted Bolted Connection).
Este dispositivo es el más simple de todos. Consiste en una unión de dos
placas paralelas (de acero) interconectadas entre sí a través de láminas de
bronce y pernos de alta resistencia. El deslizamiento entre las placas se
produce a través de orificios ovalados.
Los dispositivos metálicos se caracterizan por tener una fricción seca entre dos
metales. El principio básico de los disipadores friccionales consiste en utilizar la
deformación relativa entre dos puntos de una estructura para disipar energía a través
de fricción.
La fuerza de fricción en cada conexión es igual al producto de la fuerza normal por el
coeficiente de rozamiento. Existen diversos dispositivos basados en la disipación por
fricción. A continuación se muestran algunos de ellos.

9.  Sistema PALL.
Utiliza la deformación relativa de entrepiso y la deformación angular del
paralelogramo central como medio de disipación.
 Dispositivo de fricción por golillas.
En este caso la disipación se logra por la fricción producto del giro relativo
entre placas metálicas.

10. DISIPADORES VISCOELASTICOS.
 Disipadores viscoelasticos sólidos.
Son empleados en estructuras, son usualmente copolímeros o sustancias vidriosas
que disipan energía cuando están sujetas a deformación por corte. Un disipador
viscoelástico consiste en capas viscoelásticas entre platos de acero. Cuando son
montadas en una estructura, la deformación por corte y por consiguiente la
disipación de energía ocurre cuando la vibración estructural induce el movimiento
relativo entre las láminas de acero exteriores y el plato central.
Este agrupamiento incluye disipadores viscoelásticos sólidos y disipadores
viscoelásticos fluidos. Las respuestas típicas fuerza-desplazamiento obtenidas para
estos dispositivos bajo amplitud constante, condiciones cíclicas de desplazamiento
controlado son provistas.
En general, estos dispositivos exhiben amortiguamiento y rigidez, en muchas
aplicaciones. Esto generalmente simplifica enormemente los procedimientos de
análisis requeridos. Los dispositivos viscoelásticos tienen potencial aplicación tanto
para protección sísmica como para viento.

11. Disipadores viscoelasticos de fluidos.
Utilizan la acción de sólidos para mejorar el desempeño de la estructura a
diversas acciones externas. Por otra parte los fluidos también pueden ser
efectivamente empleados para obtener el nivel deseado de control pasivo. Un
esfuerzo significante ha sido orientado recientemente al desarrollo de los
disipadores de fluido viscoso para aplicaciones estructurales, primeramente
hacia la conversión de la tecnología para la milicia y la industria pesada.
La disipación de energía ocurre vía conversión de la energía mecánica al calor
relacionada a la deformación del pistón y a la sustancia altamente viscosa
similar a un gel de silicona.

12. AISLAMIENTO DE BASE
 Los aisladores de neopreno zunchado.
Estos aisladores intercalan placas delgadas de acero en un bloque cúbico o cilindro de
neopreno. Su rigidez vertical aumenta considerablemente, manteniendo su
flexibilidad lateral. Estos dispositivos dotan de flexibilidad al edificio pero su capacidad
disipativa resulta baja.
El aislamiento de la base es una estrategia de diseño que se fundamenta en el
desacoplamiento de la estructura del movimiento del suelo, para proteger a esta del
efecto de los sismos. Se consigue a partir de dispositivos flexibles al movimiento
horizontal y rígido al desplazamiento vertical, ubicados entre los cimientos y la
superestructura. Su presencia alarga el período fundamental, con lo cual desacopla
de forma parcial la estructura del movimiento del terreno y limita la entrada de
energía a la estructura.

13.  Los aisladores de fricción.
Estos trabajan de forma distinta a los aisladores de neopreno, al limitar la
fuerza máxima transmitida a la estructura mediante el coeficiente de fricción.
Su principal ventaja es el costo y no tener prácticamente limitación en la
carga vertical que puede transmitir. Un inconveniente es la modelación de la
fricción a lo largo del tiempo y en función de la velocidad de deslizamiento y
de la presión actuante.

14.  Aislador pendular.
En la figura se muestra un sistema de aislamiento basado en el movimiento
pendular del edificio sobre las superficies cóncavas de los aisladores de base. El
período del péndulo es convertido en modo de vibración fundamental de la
estructura y depende solamente del radio de curvatura de la superficie deslizante
del aislador. El aislador proporciona una rigidez relativa al desplazamiento lateral
directamente proporcional al peso de la estructura e inversamente proporcional
al radio de curvatura. Uno de los elementos de interés de este dispositivo es su
capacidad de proporcionar períodos y desplazamientos largos manteniendo su
capacidad portante de utilidad ante la presencia de sismos cercanos a la falla,
caracterizados por pulsos largos.

16. • Los sistemas activos
contrarrestan
directamente los
efectos de sismo
mediante fuerzas
aplicadas por
actuadores integrados
a un grupo de
sensores,
controladores y
procesadores de
información en
tiempo real.
SISTEMA DE CONTROL ACTIVO

17. Edificio Kyobashi Seiwa, Tokio (Japón)
SISTEMA DE CONTROL ACTIVO

18. AMORTIGUADORES DE MASA
• Dentro de este tipo de disipadores existen
principalmente de dos tipos:
Amortiguadores de masa sintonizada Tunes
Mass Damper y los Amortiguadores de
líquido sintonizado.
SISTEMA DE CONTROL ACTIVO

19. AMORTIGUADORES DE MASA SINTONIZADA
• Una masa auxiliar, móvil
es instalada en uno de
los últimos pisos del
edificio, con un
actuador conectado a
ella. Si el algoritmo es
adecuado, la fuerza
inercial que presenta la
masa oscilante debe
contrarrestar los efectos
de la acción sísmica y
reducir así la respuesta
estructural.
SISTEMA DE CONTROL ACTIVO

20. AMORTIGUADORES DE MASA LIQUIDO SINTONIZADA
• Los ALS absorben la energía de la vibración
por el movimiento oscilante del líquido
contenido en el recipiente y la disipan a través
de la fricción intrínseca del líquido y la fricción
con la superficie de las paredes.
SISTEMA DE CONTROL ACTIVO

21. SISTEMA DE CONTROL SEMI-ACTIVO

22. • Variable Hydraulic Damper.
En la figura se muestra un dispositivo de
amortiguamiento variable (Variable Hydraulic
Damper), a través de una válvula de flujo variable, la
cual permite modificar la pérdida de carga entre
ambas cámaras de un cilindro hidráulico.

23. Magnetoreological Fluids” o Fluidos MR.
La característica esencial de estos líquidos es su reversibilidad de
fluido con viscosidad lineal a estado semisólido en milisegundos
cuando están expuestos a un campo eléctrico o un campo
magnético.
El estado que presenta el fluido permite un desplazamiento
restringido o relativamente libre, en función de que el campo
magnético esté o no activado. Una posible integración del
dispositivo en el seno estructural.

24. SISTEMAS HÍBRIDOS.
Los sistemas híbridos emplean una combinación de dispositivos pasivos y activos con
el fin de incrementar la confiabilidad y eficiencia del control estructural. Debido a que
el control se consigue a partir de la actuación de un dispositivo pasivo, los sistemas
híbridos suponen importantes mejoras en relación a los sistemas activos.

27. Después de un sismo o terremoto

28. COMPORTAMIENTO DE PUENTES CON
DISIPADORES
En el siguiente estudio de los dispositivos antisísmicos, nos
vamos a centrar en los dispositivos utilizados en puentes. Estos
dispositivos usan dos conceptos básicos, la flexibilidad y la
disipación de energía:
Flexibilidad: Conlleva grandes desplazamientos, por lo que
lo ideal sería usar el amortiguamiento para reducir y
controlar los desplazamientos.
Disipación de energía: actúan disipando grandes cantidades
de energía, asegurando que otros elementos estructurales no
sufran demandas excesivas que signifiquen daños

29. Apoyo elastómerico de alto
amortiguamiento
Apoyo deslizante de
superficie plana.
DISPOSITIVOS ANTISÍSMICOS PARA PUENTES

30. Apoyo elastómerico con núcleo de plomo

31. Apoyo deslizante en superficie curva
(dispositivo pendular)

32. Amortiguador viscoso

33. Dispositivo histerético
de acero
Dispositivo elástico

34. Dispositivo Shock
transmitters units (STU)
Dispositivo Guía y
retención

35. Dispositivo de fusible mecánico

36. Disipadores de energía ubicado en puentes de concreto armado.
Esquema estructural planta de un tramo de puente que incluye uno de los estribos

37. Vista Longitudinal

38. Estudio de los disipadores mas
utilizados
En el apartado anterior realizamos una breve descripción de los
distintos dispositivos que podemos encontrar en puentes, pero nos
centramos en tres dispositivos que representan mucho y bien tres
tipos de comportamiento:
 Dispositivo elastoplástico: apoyo elastomérico con un núcleo de
plomo.
 Dispositivo pendular: apoyo deslizante superficie curva.
 Dispositivo viscoso: amortiguador viscoso.

39. Apoyo elastomérico con un núcleo de plomo.
 Se compone de capas alternas de acero y de elastómero conectadas
mediante vulcanización, con un núcleo central de plomo de forma
cilíndrica.
 Actúa como un apoyo convencional, es decir, transfieres las cargas
verticales en la ubicación prevista de la superestructura hacia la
infraestructura.
 Aumentar la flexibilidad mediante la inclusión del apoyo entre la
infraestructura y la superestructura.
 La disipación de energía es proporcionada por el núcleo de plomo, mediante
su plastificación.

40. colocación

41. Apoyo deslizante en superficie curva
(disipador pendular)
Los dispositivos están esencialmente constituidos de 3 elementos acero supuestos:
 una base cóncava superior, de forma apropiada con el fin de obtener el periodo
de oscilación deseado.
 una rotula central, convexas superior e inferior.
 un tercer elemento que se acopla a continuación de la rótula, consintiendo la
rotación.
 Permiten el desplazamiento relativo de la estructura de la estructura respecto a
la base de acuerdo a una o dos superficies esféricas
 La fricción de la superficie de deslizamiento determina el amortiguamiento
viscoso equivalente. A mayor fricción, mayor área del ciclo de histéresis y por
tanto mayor amortiguamiento.

42. Colocación

43. Amortiguador viscoso
 Los amortiguadores de tipo viscoso están básicamente compuestos de un
cilindro lleno de fluido de silicona (aceite o pasta) y un pistón que se divide en
dos cámaras y es libre de moverse en ambas direcciones.
 Si se presenta un movimiento repentino, se disipa la máxima cantidad de
energía, es decir, la energía de movimiento se transforma en calor dentro del
amortiguador (debido a los cambios de temperatura, dilatación, contracción,
etc.)

44. Colocación

45. colocación

46. Amortiguador viscoso puente san francisco

47. Disipadores de energía para proteger las bases de los
puentes
 Cuando el agua impacta con las bases de los puentes, llevando la energía
provocada por crecidas máximas, que generan cargas externas al puente y sus
bases; haciendo que los materiales se deterioren y la estructura empieza a
presentar grietas, provocando que los elementos fallen por fatiga e
impacto, produciendo que la edificación deje de prestar el servicio para el
cual fue diseñado.

48. Diseño del disipador de energía
 El disipador de energía es un elemento secundario que funciona
como obra de protección, se deberá tomar en cuenta en la etapa de
diseño de un puente y previo al diseño de la estructura.
 Dependiendo de la crecida que pueda ocurrir en cierto río o cauce
se puede diseñar el disipador, conociendo la altura y dimensiones del
mismo.

49. Forma geométrica cuadrada o cubo
Forma geométrica de disipadores
Forma geométrica circular o cilindro
Forma geométrica rectángulo redondeado

50. Forma por composición
Disipador de energía muro por gravedad
Disipador de energía muro en voladizo

52. DEFINICION
Los disipadores de energía son elementos cuyo objetivo es
transformar la energía cinética o parte de ella en calor. Estos
elementos son empleados para generar fricción entre el agua
y la superficie del canal, saltos hidráulicos e impactos o
golpes del agua contra el fondo del canal.
Según Chow (1994) los canales pueden clasificarse como:
• Canales a cielo abierto
• Canales cerrados
Según el tipo de flujo se los puede clasificar en:

53. Para distinguir si el flujo es uniforme o variado se tiene como criterio el
espacio.
 Flujo uniforme: si la profundidad del flujo es la misma en cada sección del canal.
 Flujo uniforme permanente: la profundidad del flujo no cambia durante el
intervalo de tiempo en consideración.(1)
Figura 1. Profundidad constante.
 Flujo uniforme no permanente: la superficie del agua fluctúa de un tiempo
a otro, pero permaneciendo paralela al fondo del canal. Es prácticamente
imposible.(1)
Figura 2. Cambio de la profundidad en el tiempo.

54.  Flujo variado: la profundidad del flujo cambia a lo largo del canal.
Se presenta en cunetas, a lo largo de carreteras, en vertederos de
canal lateral, en canaletas de aguas de lavado de filtros, canales
principales de riego, canales de efluentes alrededor de plantas de
tratamiento de líquidos residuales, en drenaje de sistemas de
irrigación, etc.
Figura 3. Flujo gradualmente variado ( Flujo no permanente).
Figura 4. Flujo rápidamente variado. Oleada ( Flujo no permanente).

55. CANALES ABIERTOS Y SUS PROPIEDADES
Tipos de canales abiertos:
 Canal Natural
Incluye todos los cursos de agua que existen de manera natural en la
tierra, varían desde pequeños arroyuelos en zonas montañosas hasta
arroyos, tipos ríos, estuarios de mareas y aguas subterráneas
 Canal Artificial
Son aquellos construidos o desarrollados mediante el esfuerzo
humano.
El canal artificial por lo general es un canal largo con pendiente suave
construido sobre el suelo, que puede ser revestido o no revestido con
piedras, concreto, cemento.
La rápida es un canal que tiene altas pendientes. La caída es similar a
una rápida, pero el cambio en elevación se efectúa en una distancia
corta.

56.  Según su revestimiento se los puede clasificar
como (Chow,1994):
• Sin revestimiento
• Con revestimiento
 Según su destino
 Geometría del canal
 Según su forma:
Trapecial Rectangular

57. Triangular Circular
Parabólico Tolva
Rectangular de esquinas redondeadas Otras secciones

59. TIPOS DE CONSTRUCCIONES
HIDRÁULICAS MÁS COMUNES
 Gaviones
Se utilizan como bloques de construcción en
las estructuras hidráulicas.
Los gaviones se sujetan entre sí, la tela
metálica resiste mucho la tensión, a
diferencia del concreto.
 Diques y Vertederos
El vertedero es un elemento fundamental, ya
que es la parte que está en contacto directo
con la corriente de agua. Un vertedero bien
diseñado debería permitir controlar la
descarga del exceso de agua de una represa y
proteger el terraplén del hundimiento y la
erosión.

60.  Captaciones
Las captaciones son las obras que permiten
derivar el agua desde la fuente que alimenta
el sistema. Esta fuente puede ser una
corriente natural, un embalse o un depósito
de agua subterránea.
 Compuertas
Son estructuras de control hidráulico. Su
función es la de presentar un obstáculo al
libre flujo del agua, con el consiguiente
represamiento aguas arriba de la estructura
y el aumento de la velocidad aguas abajo.

61.  Transiciones
Las transiciones son estructuras que
empalman tramos de canales que tienen
secciones transversales diferentes en forma
o en dimensión. Por ejemplo un tramo de
sección rectangular con uno de sección
trapezoidal, o un tramo de sección
rectangular de ancho b1 con otro
rectangular de ancho b2, etc.
 Rampas y Escalones
Las rampas son canales cortos de
pendiente fuerte, con velocidades altas y
régimen supercrítico; los escalones se
forman cuando se colocan caídas al final de
tramos de baja pendiente, en régimen
subcrítico. El objetivo es reducir la
velocidad y pasar el flujo de régimen
supercrítico a subcrítico.

62.  El resalto hidráulico y su uso como disipador de energía
El resalto hidráulico es el ascenso brusco del nivel del agua que se presenta en
un canal abierto a consecuencia del retardo que sufre una corriente de agua
que fluye a elevada velocidad.
El resalto, según Chow (1994), se utiliza para:
• Disipar la energía del agua que fluye sobre presas, vertederos y otras
estructuras y prevenir la erosión aguas abajo.
• Aumentar el nivel de agua aguas abajo de una canaleta de medición y
mantener un nivel alto del agua en el canal de irrigación o de cualquier
estructura para distribución de agua.

63. ESTRUCTURAS DE VERTIMIENTO
DE AGUAS
1. Canal de rápidas lisas
2. Canal de rápidas escalonadas
3. Canal de Combinación de rápidas
lisas y escalonadas
3.1. Canal con pantallas deflectoras
3.2. Canal rápidas con tapa y
columpio

64. 1. Canal de Rápidas lisas
Son canales de fondo liso con
pendientes adecuadas a las condiciones
topográficas del terreno y al caudal que
se desea evacuar. En ellos, el agua
escurre a velocidad apreciable, llegando
al pie de la ladera o talud con gran
cantidad de energía cinética que
requiere ser disipada para no erosionar
el lecho del cauce receptor del agua, ni
poner en peligro la estructura por
socavación de su pie; para esto se
emplean tanques amortiguadores con
dentellones o bloques.

65. 2. Canal de Rápidas escalonadas
Son canales con gradas o escalones
donde, a la vez que se conduce el
agua, se va disipando la energía
cinética del flujo por impacto con
los escalones, llegando el agua al
pie de la rápida con energía
disipada, por lo que no se hace
necesaria alguna estructura
adicional, o, dado el caso, una
estructura pequeña.

66. Si se desea disipar mayor energía se pueden adicionar
elementos para este propósito como bloques de cemento o
salientes en la grada (que bloquean el flujo), rápidas
escalonadas con tapas (que interceptan los chorros de agua) o
rápidas escalonadas con vertedero y pantalla (forman resalto
hidráulico y atenúan el golpe del agua).

67. 3. Canal de Combinación de rápidas
lisas y escalonadas.
Son estructuras conformadas por
canales de rapidas lisas que incluyen
en su desarrollo longitudinal un
escalón u otro elemento disipador de
la energía cinética del flujo,
prescindiendo en la mayoría de los
casos del empleo de estructuras
disipadoras en el pie de la estructura.
3.1. Canal de Pantallas Deflectoras
(CPD).
3.1. Canal de Rápidas con Tapa y
Columpio (CRTC).

68. 3.1. Canal de Pantallas Deflectoras (CPD).
Es un canal de sección rectangular y fondo liso
que incluye pantallas deflectoras alternas
colocadas a 45º con el eje del canal, las cuales
cumplen el papel de elementos disipadores de
energía, y pestañas longitudinales sobre los
bordes de ambas paredes del canal que impiden
que la estructura rebose.
El CPD es “aplicable al caso de conducciones a lo
largo de pendientes pronunciadas (entre el 10%
y el 50%), que evita velocidades exageradas y
entrega el flujo con energía disipada, sea cual
fuere la longitud del canal y la diferencia de nivel
entre sus extremos.

69. 3.2. Canal de Rápidas con Tapa y
Columpio (CRTC)
Es un canal aplicable al caso de conducciones a
lo largo de pendientes altas o muy altas (entre
el 50% y el 173%) conformado por una serie
de rápidas lisas de sección rectangular, que se
interrumpen en las terrazas de un talud
tratado o cada cierto tramo, de tal forma que
en la transición de una rápida a otra se tiene
un columpio que deflecta el chorro y lo
proyecta contra una tapa existente en el inicio
de la siguiente rápida aguas abajo. El sistema
columpio – tapa es complementado con un
deflector que obliga al flujo a volver al canal.

70. De acuerdo con lo planteado hasta aquí en cuanto a las
características de diseño del CPD y del CRTC, el primero
puede entregar las aguas conducidas al segundo, o recibirlas
de él cuando la pendiente se suavice, cubriéndose así todos
los rangos de pendiente; es decir, el CRTC y el CPD se
complementan.