|
Este proyecto propone desarrollar, patentar, e implementar soluciones de reducción de vibraciones de segunda generación provenientes del área semiactiva, del comportamiento histerético de materiales elastoméricos y metálicos compuestos, y del comportamiento inelástico de los sistemas autocentrantes. Los resultados de este proyecto serán principalmente patentes y el trabajo estará enfocado al desarrollo de prototipos pre-comerciales. La transferencia de los resultados generará en el futuro un nuevo emprendimiento tecnológico (empresa o unidad de negocios) destinado al empaquetamiento y venta de los nuevos dispositivos y soluciones de reducción de vibraciones de segunda generación. Mediante los resultados de este proyecto será posible establecer además nuevas alianzas científicas, tecnológicas, y productivas de impacto mundial con universidades, investigadores, profesionales y empresas trabajando en esta línea que ha sufrido cambios tecnológicos muy significativos en los últimos años.
Las condiciones sísmicas de Chile hacen que nuestro país tenga un liderazgo natural en el desarrollo de soluciones sismorresistentes en el mundo. Para mantener este liderazgo no basta ser regularmente afectados por terremotos, sino que se requiere una sólida base de investigación teórica básica y aplicada, una fuerte componente de desarrollo experimental, una relación directa con la industria responsable de crear infraestructura, y un adecuado proceso de transferencia tecnológica hacia la profesión. Consecuentemente, este proyecto propone acciones y resultados concretos para posicionar nacional e internacionalmente al más alto nivel nuestro desarrollo tecnológico en ingeniería sísmica, en particular, en los sistemas de protección sísmica. El proyecto contempla acciones en el espectro completo de este desarrollo tecnológico y cuenta con el respaldo del equipo de trabajo que ha liderado más fuertemente esta línea de investigación y desarrollo en el pasado.
Es importante reconocer que las estructuras son diseñadas para soportar un cierto nivel daño durante un sismo severo. Esta estrategia de control de daño adolece de deficiencias. En primer lugar es desconocida por los usuarios; segundo, la incertidumbre de la acción sísmica y la complejidad del problema es tal, que el desempeño del sistema durante un sismo severo también es incierto; y tercero, el diseño no contempla aspectos del desempeño de la estructura que cada día son más importantes, como es el control de daño a contenidos. La interrupción en la operación de la estructura, la casi seguridad de tener daños severos en contenidos, y la eventual pérdida de vidas humanas son condiciones cada vez menos aceptables por la sociedad dado el desarrollo tecnológico existente.
La novedad de este proyecto está en recurrir a la frontera del conocimiento y de las tecnologías disponibles para generar soluciones de protección sísmica de segunda generación. Por el momento estas técnicas pueden clasificarse en tres grandes áreas: los sistemas semiactivos, los sistemas compuestos y los sistemas autocentrantes. En algunos casos, su desarrollo conjuga complejos aspectos de multifísica, y en otros, combina desarrollos de segunda generación con desarrollos previos de los dispositivos de primera generación. La gran información disponible, las capacidades desarrolladas en estas áreas tanto teóricas como experimentales en estos años, y la experiencia del grupo en la implementación de numerosas soluciones de primera generación en Chile, respaldan el objetivo principal de la propuesta que es dar un salto importante hacia el desarrollo de dispositivos de más alta complejidad tecnológica y mayor valor tecnológico agregado.
Partiendo desde la investigación y desarrollo más fundamental, el proyecto nace con un núcleo de trabajo en los ámbitos de los sistemas semiactivos, compuestos, y auto-centrantes, y se desarrolla en etapas de experimentación, protección de la propiedad intelectual, implementación de prototipos para las estructuras de prueba de concepto, y finalmente comercialización (ver diagrama Figura 2.4-1). Las tres áreas propuestas de desarrollo para los dispositivos cubren un espectro amplio de desarrollos y aplicaciones de punta. La etapa de experimentación, que conjuga por una parte la simulación numérica de complejos sistemas con la experimentación en tiempo real de componentes del sistema, permite evaluar el comportamiento dinámico en una condición “as-built”. Finalmente, el proyecto contempla desarrollar prototipos de las soluciones propuestas y eventualmente llevarlas a la práctica en proyectos reales denominados de prueba de concepto, generando así nuevos paradigmas para la construcción sismorresistente en Chile y Latinoamérica.
Si bien el leit-motiv de este proyecto nace de la aplicación sismorresistente, el uso de los sistemas de segunda generación va mucho más allá de la sola aplicación sísmica. Por ejemplo, tecnologías como las utilizadas en el desarrollo de sistemas de amortiguamiento variable pueden ser aplicadas a problemas que van desde la recuperación de huesos fracturados hasta el control de masas sintonizadas en edificios. Lo mismo con el desarrollo de algunos de los sistemas compuestos que se usan en el tratamiento de aneurismas y hasta la reducción de vibraciones de equipos, maquinarias y obras civiles. Esta visión más amplia del uso de los sistemas de control de vibraciones de segunda generación, y que es consistente con la visión de empresas de alto nivel tecnológico, es compartida por el equipo proponente. Ya sea a través del escalamiento, o de una ligera modificación de componentes, los dispositivos propuestos pueden impactar a otras áreas tan relevantes como la sísmica. Potenciar algunos de estos nichos recientemente descubiertos será también una línea de trabajo del proyecto.
Los resultados de este proyecto impactarán de forma importante al medio nacional e internacional debido a que lograrán: (i) mejorar el desempeño de estructuras durante sismos severos en países expuestos a este problema, mejorando el nivel de seguridad de las personas y reduciendo el daño directo y consecuencial; (ii) abandonar el concepto de un único diseño, proveyendo sistemas estructurales “más inteligentes” variables en el tiempo y capaces de acomodar óptimamente las solicitaciones impuestas; (iii) mover el desarrollo tecnológico nacional en esta área hacia la frontera del conocimiento lo que atrae consigo el interés de contrapartes internacionales; (iv) crear valor a través del desarrollo de nuevos productos de reducción de vibraciones; (vi) explorar la aplicación de estos productos hacia áreas del conocimiento y aplicaciones muy distintas, pero que comparten los mismos principios físicos fundamentales; y (vii) reforzar y consolidar una línea de investigación que, gracias al apoyo de Fondef y la industria, dio origen a un exitoso emprendimiento empresarial (SIRVE S.A.) y a un laboratorio (LED-UC) que han servido al país en numerosos proyectos de innovación y desarrollo de infraestructura por más de diez años. |