Introducción sistema modular para experiencias docentes en dinámica básica

Introducción

El estudio del comportamiento dinámico de las estructuras y específicamente de sus vibraciones, está cobrando mayor interés en el ámbito de la construcción. Los dispositivos para protección sísmica, tales como aisladores y disipadores de energía, entre otros, se están haciendo comunes en los nuevos proyectos de edificación. Los nuevos profesionales de la construcción deben entonces, tener los conocimientos básicos que permitan comprender el funcionamiento de estos dispositivos para poder interpretar sus planos y especificaciones, y dar correcta solución en terreno a cualquier problema relacionado con su instalación.

Relacionado con lo anterior está el problema de las vibraciones molestas causadas por máquinas, como los sistemas de aire acondicionado. Maquinarias industriales incluso, pueden causar daños sobre las estructuras. Los profesionales del área deben considerar las vibraciones provocadas por los equipos propios de la construcción, que son cada vez menos toleradas y que a menudo terminan en problemas legales.

La mayoría de los programas de carreras relacionadas con la construcción incluye cursos sobre vibraciones y sismos. Sin embargo, estas materias han probado ser complicadas para alumnos de programas no especialistas en estructuras, ya sea por el nivel matemático que implican o por lo poco realista que parecen las soluciones que resultan respecto al comportamiento de los sistemas dinámicos cuando se las estudia por primera vez. Es por ello, que la presente memoria trata de ayudar a estos alumnos favoreciendo el aprendizaje con un apoyo experimental.  

Con este objetivo, se elaboró un sistema modular con el que se puede armar pequeñas estructuras instrumentadas para realizar experiencias en sesiones de clase y laboratorios. La facilidad de transporte, montaje, obtención de materiales y cambio de piezas en el marco elaborado, hacen de las demostraciones algo sencillo.

 El sistema consiste en un perfil rígido de tipo canal que actúa como fundación, el cual cuenta con perforaciones que permiten configurar un sistema con roce despreciable y donde se fija la estructura sometida a prueba. El sistema considera lugares predeterminados para la instalación de transductores de fuerza y desplazamiento además de otros sensores, los cuales conectados a un sistema de adquisición de datos permite obtener a tiempo real las curvas de corte basal y momento volcante en función del tiempo y otros gráficos de interés, como las curvas de histéresis fuerza-desplazamiento.

El marco puede estudiarse con vibraciones libres, vibraciones forzadas, o bien, sometido a solicitaciones basales, ya que el sistema completo es liviano, de sencillo montaje y puede montarse fácilmente sobre una mesa sísmica.

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