Si estuvo en el último piso de un edificio alto en un día con fuertes viento, ¿tuvo esa sensación de que el edificio se está balanceando? Los vientos fuertes pueden hacer que las estructuras altas se balanceen o desvíen. Si no notó nada, podría significar que el diseño del edificio incluyó algún tipo de método de control de movimiento estructural.

Los ingenieros estructurales emplean varios sistemas y técnicas para compensar el movimiento del edificio. En este post, analizo más de cerca los amortiguadores de masa, específicamente, los amortiguadores de masa de sintonía traslacional (TMD: Tuned Mass Dampers).

¿Qué es un amortiguador de masa sintonizado traslacional?

Un amortiguador de masa sintonizado (TMD) es un sistema de masa-resorte-amortiguador que está diseñado para atenuar los movimientos de una estructura. El TMD está sintonizado a una frecuencia estructural particular (típicamente a la primera frecuencia natural de la estructura). Cuando esta frecuencia se excita, el amortiguador resuena fuera de fase con el movimiento de la estructura. La fuerza de inercia del amortiguador actúa sobre la estructura, disipando la energía.

Curiosamente, el concepto de TMD se aplicó por primera vez en los buques. En 1909, Hermann Frahm, ingeniero de construcción naval alemán, introdujo TMD para reducir el movimiento de balanceo y las vibraciones del casco.

El edificio John Hancock Tower Boston está equipado con un amortiguador de masa sintonizado de traslación para reducir las vibraciones de la estructura causadas por los vientos. Un TMD de traslación es un tipo de amortiguador de masa sintonizado donde la masa se mueve lateralmente con respecto al piso. Un ejemplo de una aplicación en la vida real de TMD traslacionales es la Torre John Hancock en Boston, Massachusetts. LeMessurier diseñó un sistema de doble amortiguador de masa de traslación, con un amortiguador de 275 toneladas instalado en cada extremo del piso 58 del edificio. Como describen Connor y Laflamme en Structural Motion Engineering (2014), cada amortiguador es una gran caja de acero llena de plomo con dimensiones de 5,2 x 5,2 x 1 m, montada en una pista de 9 m. La masa está equipada con amortiguadores hidráulicos que se habilitan cuando la aceleración del piso supera los 0.003 g.

John Hancock Tower en Boston

Esta solución demostró ser un método muy efectivo que reduce el movimiento del edificio en un 40% a 50%.

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