En las regiones propensas a terremotos frecuentes, garantizar el funcionamiento seguro y estable de las instalaciones industriales se ha convertido en un reto crítico.El diseño de protección sísmica se ha convertido en un componente indispensable de los proyectos de ingeniería modernosEn este artículo se examinan los elementos clave del diseño resistente a los terremotos de las infraestructuras industriales, centrándose en los sistemas de contención sísmica, los equipos de aislamiento de vibraciones,y medidas de protección para tuberías y maquinaria.
Retenciones sísmicas: mitigación de las cargas sísmicas
En una central nuclear canadiense, se instalaron dispositivos de contención sísmica en las tuberías de alimentación, anclándolos a la superficie del tanque de calandria debajo de la cara del reactor.Estos conjuntos de eje roscado, clasificadas como estructuras de soporte según las reglas de diseño del código ASME B&PV NF, limitan el movimiento del alimentador durante eventos sísmicos para reducir las cargas inducidas por terremotos.El tratamiento de "primavera fría" después de la instalación garantiza un rendimiento óptimo durante los terremotos reales.
Protección de los equipos aislados de las vibraciones
Los equipos con aislamiento de vibración en zonas sísmicas requieren sistemas de retención especializados que no comprometan el rendimiento del aislamiento.La mayoría requiere sistemas de retención tridimensionales separados.Los equipos de suspensión ligeros pueden utilizar cables de acero trenzados flojos, y todos los sistemas requieren revisión de la ingeniería estructural y cumplimiento del código.
Optimización del diseño de la estructura de soporte
Los sistemas de aislamiento con masa de resorte asumen soportes rígidos, por lo que es crucial construir sistemas de soporte suficientemente rígidos en relación con la desviación del aislante.Para estructuras ligeras como equipos montados en techos, se prefieren los sistemas de vigas de acero independientes apoyados por columnas de cimientos.Las dimensiones deben exceder las huellas del equipo en 12 pulgadas para distribuir las cargas de manera efectiva.
Bases inerciales para máquinas pesadas
Los equipos giratorios con una masa significativa o un par de arranque alto se benefician de bases inerciales de hormigón apoyadas por aisladores de muelles.Estas bases reducen el desplazamiento de las fuerzas motrices y estabilizan los equipos altos.Las bases típicas de las bombas pesan 2-3 veces el peso del equipo de apoyo, mientras que los compresores desequilibrados pueden requerir 5-7 veces su peso.
Aislamiento de las vibraciones de las tuberías
Las tuberías transmiten el ruido y las vibraciones del movimiento del fluido y de los equipos conectados.
- Aislar los tres primeros puntos de apoyo (aproximadamente 50 pies para tuberías grandes)
- El uso de conectores flexibles para tuberías de más de 5 pulgadas de diámetro
- Acomodación de la expansión térmica en elevadores y tuberías largas
- En los sistemas de alta presión, los atenuadores de pulso con vejigas llenas de gas ayudan a disipar las vibraciones transmitidas por el fluido.
Diseño sísmico para sistemas HVAC
Los conductos de alta presión (≥ 4 pulgadas de presión estática del agua) requieren aislamiento de 30 pies de los ventiladores, apoyados por colgantes de resorte con una desviación mínima de 3/4 pulgadas.Los lugares sensibles como los estudios necesitan aislamiento que coincida con el equipo conectado para los tres primeros soportes., con requisitos reducidos más allá.
Sellado por penetración estructural
Los agujeros deben exceder el diámetro de la tubería en 1 pulgada, llenados con aislamiento o impermeabilización y sellados.Se aplican diferentes métodos de sellado a las estructuras de hormigón y madera, con mangas comerciales de tuberías disponibles para soluciones estandarizadas.
Aislamiento de la conexión eléctrica
Los conductos eléctricos rígidos de los equipos aislados deberán incluir secciones flexibles con suficiente flexibilidad para formar bucles de 360°, evitando la transmisión de vibraciones por vías eléctricas.
Cargas sísmicas y diseño estructural
Los eventos sísmicos, causados por movimientos repentinos de la corteza, pueden producir cargas devastadoras en segundos.redundancia del sistemaCon aproximadamente 300.000 terremotos anuales en todo el mundo, el diseño adecuado es esencial para las instalaciones en zonas activas.
Diseño de componentes no estructurales
Los componentes mecánicos, eléctricos y arquitectónicos requieren un diseño para fuerzas estáticas equivalentes y demandas relativas de desplazamiento.La categoría de diseño sísmico generalmente coincide con la estructura de soporte, con consideraciones especiales cuando las estructuras no edificables constituyen menos del 25% del peso total.
Consideraciones especiales para las zonas de alto sismo
Las instalaciones críticas como las plantas de GNL requieren una revisión independiente del diseño por parte de especialistas sísmicos, incluido el análisis de espectros específicos del sitio, comportamiento no lineal bajo carga cíclica,y verificación del rendimiento de los componentesLas medidas adicionales se refieren a la eliminación de líquidos, la flexibilidad de la conexión y la adaptación del desplazamiento.
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