Cordone

FRM - UTN - CeReDeTeC
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Tesis para Doctorado en Ingeniería Mención Civil – Ambiental
Proyecto PID: DESARROLLO DE DISPOSITIVOS DE AISLAMIENTO
SISMICO PARA ESTRUCTURAS DE BAJA CARGA AXIAL Y PROTECCION
DE TANQUES APOYADOS CON CONTENIDOS PELIGROSOS
Grupo de trabajo: Área Estructuras CeReDeTeC
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Propender a la reducción del daño de los depósitos con contenidos peligrosos
que pueden poner en riesgo de operatividad una instalación industrial con
producción de materia prima para la región o el país.
Atenuar el impacto sobre el medio ambiente que provoca el derrame de
sustancias peligrosas cuando se produce la falla del depósito ante la
ocurrencia de terremotos destructivos.
Aportar nuevos resultados para la redacción y elaboración de una normativa
relacionada con dispositivos de protección sísmica, hoy inexistente en el país.
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Importancia para las industrias conexas
Comportamiento altamente crítico demostrado
Consecuencias graves de las pérdidas de sustancias peligrosas (inflamables,
explosivas, tóxicas)
Las técnicas convencionales de diseño sísmico pueden no ser suficientes en
la protección sísmica de los tanques.
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a. Grandes tensiones circunferenciales en la pared resultantes de la combinación
de la presión hidrostática e hidrodinámica
b. Altos esfuerzos verticales en la pared que pueden ocasionar pandeo de la
misma (falla tipo “pata de elefante”), debido principalmente al gran momento de
vuelco en la base ocasionado por el efecto de la carga líquida
c. Deslizamientos en su superficie de apoyo en tanques sin fijación cuando se
supera la resistencia de fricción tanque-apoyo
d. Rotura de las juntas del techo o derrame de líquidos contenidos, debido al
oleaje
e. Levantamiento global del tanque y el líquido contenido, debido a las
aceleraciones verticales que generen fuerzas verticales hacia arriba, superiores
al peso estático
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Fallas por pandeo debido a esfuerzos de compresión elevados
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Fallas por abollamiento debido al oleaje
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Fallas en las conexiones debido al desplazamiento horizontal
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Fallas de los anclajes debido al levantamiento de la base
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Fallas en las fundaciones debido a licuefacción del suelo
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Las fugas de sus contenidos pueden dar lugar a incendios, explosiones y
derrame de sustancias tóxicas, que pueden causar un desastre catastrófico
para el medio ambiente, así como la vida humana
II. La absorción de energía sísmica a través de una respuesta inelástica del tanque
puede no ser adecuada por los requisitos de estanqueidad y la función de
contención
III. La minimización del potencial de vuelco conduce al uso de tanques de gran
diámetro en relación a la altura, lo que resulta en una forma indeseable además
de un uso ineficiente del espacio del lugar donde se emplazan
Los motivos enumerados conducen a que, en muchos casos, una solución de
diseño más económica se logre con la implementación de estrategias no
convencionales tales como el aislamiento sísmico de base en el tanque.
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- Revithoussa, Grecia terminado en 1999, consta de 2 tanques de 65.000 m3
cada uno, con 212 aisladores con sistema de péndulo de fricción;
- Inchon, Corea del Sur terminado en 2002, consta de 3 tanques de 100.000 m3
cada uno, con aisladores elastoméricos;
- Aliaga, Turquía terminado en 2002, consta de 2 tanques de 140.000 m3 cada
uno, con aisladores elastoméricos;
- Pyeongtaek, Corea del Sur terminados 4 en 2004, 2 en 2008 y 1 en 2009,
consta de 7 tanques (4 de 140.000 m3 y 3 de 200.000 m3), con aisladores
elastoméricos;
- Guangdong, China terminado en 2006, consta de 2 tanques de 160.000 m3
cada uno, con aisladores elastoméricos;
- Manzanillo, México terminado en 2011, consta de 2 tanques de 150.000 m3
cada uno, con aisladores elastoméricos;
- Mejillones, Chile se prevé que estará terminado para 2012, consta de un tanque
de 175.000 m3, con 501 aisladores elastoméricos y 208 aisladores con núcleo
de plomo.
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Revithoussa, Grecia
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Pyeongtaek, Corea del Sur
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Mejillones, Chile
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Aumento del período de la estructura lo que disminuye la demanda sísmica y
minimiza las distorsiones internas del tanque, ya que estas se concentran en el
sistema de aislamiento
Disipación de energía a través de los dispositivos de aislamiento, zona donde se
concentra la totalidad de la deformación inelástica mientras el tanque permanece
en rango elástico
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Aumento de los desplazamientos relativos entre el suelo y el tanque, que pueden
afectar las tuberías, las cuales deberán contar con conexiones flexibles que
resultan más costosas
Desacople de la acción sísmica sólo en dirección horizontal, ya que para controlar
los descensos verticales a nivel de la base del tanque, los aisladores poseen una
rigidez vertical alta, por lo que la respuesta debida a la aceleración vertical no se
reduce
No se acusa reducción de las presiones de oleaje ocasionadas por la masa
convectiva del líquido contenido, ya que el período de oscilación de oleaje (10 a 12
seg.) es mucho mayor que el período del sistema de aislamiento (2 a 3 seg.).
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Para aceleraciones máximas de diseño del suelo (PGA) menores a 0,25g, un
tanque no aislado es perfectamente adecuado y más barato que un tanque
aislado
Cuando las aceleraciones máximas de diseño del suelo están en el rango de
0,25 g a 0,50 g, todavía es posible usar un tanque no aislado pero tiene que
estar anclado en su base, lo que introduce algunas incertidumbres y supone
costos adicionales de difícil cuantificación, además de no presentar una ventaja
económica significativa sobre el tanque aislado sobre todo para PGA superiores
a 0,4g
Si el pico de diseño de la aceleración del suelo excede los 0,50 g, los diseños no
aislados ya no son factibles, por lo que sólo tanques sísmicamente aislados
serían capaces de resistir la acción sísmica sin ningún daño
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• Programa de becas para docentes UTN
• Autoridades de la Facultad Regional Mendoza
• Director y Co-Director de tesis
• Directorio y Directora del CeReDeTeC
• Secretaría de Ciencia, Tecnología y Posgrado