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TORSION EN EDIFICIOS: Lo mas seguro es que muchos de ustedes conozcan el edificio Manantiales, ya que sus características lo convierten en una estructura que destaca por sobre las demás. Son precisamente esas columnas perimetrales, en algunos casos inclinadas, las que les dan ese que se yo al edificio. Y es precisamente de esas columnas de las que les quiero hablar un poco. Bueno primero que nada algunas fotos del edificio antes de entrar en calor.

Bien las columnas no solo le dan un interesante aspecto a la estructura sino que cumplen un rol vital para reducir los desplazamientos sísmicos que se pueden producir en los pisos del edificio. ¿Por qué? bueno la respuesta es que cuando un edificio oscila

producto de un evento sísmico no solo se “flecta” sino que también se tuerce. Claro esta que estas formas en las que la estructura oscila van a depender de las características del edificio en cuestión. Las características claves aquí son: masa y rigidez. Dependiendo de cómo se distribuyen estas en altura, las formas fundamentales de cómo oscila el edificio van a variar. Mmmm ¿Formas fundamentales de cómo oscila un edificio? Bueno alguna vez han visto el clásico experimento de una cuerda de violín oscilando en distintos modos, bien el principio aquí es el mismo. Las siguientes figuras sirven para darse una idea: Musica y ondas

Forma 1, flectandose apaciblemente....

Forma 3

Forma 28 Feel the rhythm babe!....

Retorciendose....

En las figuras anteriores pueden comparar las formas en que vibra un cuerda de violín, o guitarra como quieran, con las formas en que vibra un edificio. Aquí viene lo interesante, supongamos que ocurre un terremoto en Santiago (si ya sé que es un poco truculento de mi parte pero vivimos en el país con mayor actividad sísmica del planeta así de que va a ocurrir….) como bien podrán anticipar el edificio va a vibrar y sacudirse. La vibración final que adopta el edificio se puede descomponer como la suma de cada una de las formas fundamentales de vibrar que les conté antes. Eso si algunas de ellas se presentan en mayor medida que otras, eso dependerá de las características de la estructura. Bueno y que tiene que ver todo esto de formas fundamentales de vibrar, rigidez, distribución de masa etc.… con el edificio Manantiales , tranquilos el asunto es el siguiente. Los primeros diseños del edificio Manantiales contemplaban una serie de muros de hormigón distribuidos en distintas zonas de cada uno de los pisos de la

estructura. Estos muros resisten las fuerzas gravitacionales así como las fuerzas horizontales que producen los sismos o el viento. El problema con estos muros era su distribución en la planta de la estructura. Su distribución, establecida por restricciones de espacio y uso, no era la más adecuada ya que generaba una gran asimetría estructural en las distintas plantas del edificio que termina produciendo torsión en la estructura en el caso de un sismo. Para que se hagan una idea nada mejor que una figura:

Como se pueden dar cuenta una distribución asimétrica de muros conlleva a que se produzca torsión en el edificio. Eso hace que una de las formas predominantes de vibrar del edificio sea precisamente una forma asociada a torsión. Esto no es muy bueno por varias razones entre las cuales están: grandes desplazamientos en algunos

pisos del edificio lo que reduce el confort o habitabilidad de la estructura, estos mayores desplazamientos producen a su vez grandes esfuerzos en las columnas o muros perimetrales de la estructura lo que se puede traducir en potenciales fallas. Como se soluciona este problema. 1. Quitando aquellos muros que generan las asimetrías? mmmm…. puede ser pero ahora quedan menos muros para soportar las cargas verticales. 2. Ordenado los muros en cada planta?…..mmmm… ya les dije que no se podía. No se olviden de las famosas restricciones de espacio. 3. Colocando un gran muro de hormigón en lado opuesto de tal manera de “centrar” la estructura. Puede ser, pero el edifico se vería feísimo, además no dejaría mucho espacio para que entre la luz del sol y se calentaría mucho durante el verano. 4. O…..voila! ……colocando una serie de columnas en el lado opuesto, calculadas de tal forma de compensar la asimetría de cada piso. En aquellos pisos con mucha asimetría se podrían colocar columnas inclinadas, mucho más rígidas, que ayudarían a compensar esta elevada asimetría. Y así es como nace el edificio Manantiales. De esta forma el patrón que muestran las columnas en la fachada del edificio son una medida directa de los efectos de torsión que se presentan en la estructura. Bien es así como el arquitecto (Luis Izquierdo W., Antonia Lehmann) y el ingeniero (Luis Soler P.) resolvieron el problema de una manera muy elegante. Tanto es así que este edifico salio elegido el año 2002 entre las mejores estructuras en lo que ha diseño sismorresistente se refiere, siendo la única de su tipo en Latinoamérica.