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Implementación eficiente y fiable de protección contra terremotos: uso de husillos a bolas para amortiguar edificios y puentes

Desarrollados originalmente para maquinaria industrial, los husillos a bolas de alta carga de la serie HTF también ayudan a proteger edificios y puentes contra la acción de terremotos.
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Desarrollados originalmente para maquinaria industrial, los husillos a bolas de alta carga de la serie HTF también ayudan a proteger edificios y puentes contra la acción de terremotos.
miércoles 20 de enero de 2021, 08:03h
La construcción de edificios y puentes en regiones propensas a terremotos generalmente requiere el uso de técnicas de amortiguación. id:67286

Si bien soluciones como la amortiguación de masas mediante muelles o los sistemas hidráulicos proporcionan la forma más tradicional de absorber fuerzas dinámicas de compresión y tracción, una alternativa es utilizar amortiguadores de vibraciones con husillos de bolas de alta carga. El uso de husillos a bolas ahorra espacio y permite una fácil adaptación a los requisitos individuales.

Normalmente utilizados en maquinaria industrial, los husillos a bolas de alta carga aplican una gran y uniforme fuerza de en prensas servoeléctricas y máquinas de moldeo por inyección de plástico. Para este tipo de aplicaciones, NSK ha desarrollado la serie HTF. Los husillos a bolas HTF convierten el movimiento giratorio en movimiento lineal y viceversa, ofreciendo una alta precisión incluso cuando están sujetos a fuerzas intensas y cargas elevadas.

Estos sistemas de accionamiento también son adecuados para su uso como amortiguadores de vibraciones y amortiguadores en edificios y puentes, una aplicación cuyo desarrollo se originó en Japón, donde el riesgo de terremotos es alto y todas las estructuras deben diseñarse y protegerse en consecuencia.

Hoy en día, varios proveedores de sistemas de protección contra terremotos ofrecen soluciones de este tipo basadas en husillos a bolas NSK. La técnica utiliza un husillo a bolas de alta carga con un contrapeso giratorio en la tuerca. Este husillo a bolas (integrado en una unidad estructural) ocupa su lugar entre dos elementos portantes del edificio, a menudo en el sótano.

El movimiento lineal del husillo a bolas se produce cuando uno de los dos elementos de carga se pone en movimiento, generalmente cuando se genera una carga dinámica alta durante un breve período de tiempo, como sucede durante un terremoto o cuando un tren pesado cruza un puente de ferrocarril. Este movimiento lineal se convierte en movimiento giratorio del peso que actúa como amortiguador. Cuando cambia la dirección de rotación, las oscilaciones se superponen entre sí con amplitudes opuestas. El resultado es una amortiguación eficaz de la carga de impacto, mediante la cual se absorben tanto la compresión dinámica como las fuerzas de tracción.

Cabe destacar que la capacidad de carga del accionamiento por husillo a bolas se puede adaptar a las necesidades individuales de forma muy sencilla. Normalmente, las unidades utilizadas son aquellas que convierten una pequeña carrera axial en un elevado número de revoluciones de la tuerca y consiguen así el efecto de amortiguación requerido.

En comparación con los sistemas amortiguación por masa y muelles y los amortiguadores hidráulicos utilizados hasta la fecha, los sistemas de husillo a bolas en esta aplicación ofrecen la ventaja, entre otras, de requerir muy poco espacio de instalación. La fácil integración en la estructura circundante es otra de las ventajas.

El concepto es altamente eficiente, como se puede demostrar al comparar cifras: un sistema de amortiguación basado en un husillo a bolas y un contrapeso giratorio con un peso total de alrededor de dos toneladas logra un efecto de amortiguación para el que se necesitarían una masa de entre 2.000 y 3.000 toneladas en un sistema basado en masas y muelles. Otro beneficio es que el sistema realiza su tarea de manera fiable incluso en condiciones ambientales adversas, al tiempo que el esfuerzo de mantenimiento es mínimo ya que solo se utilizan componentes mecánicos robustos, sin necesidad ningún tipo de accionamiento eléctrico.

Las aplicaciones para estas soluciones de amortiguación de vibraciones simples pero altamente efectivas incluyen la ingeniería estructural más típica y los sistemas de tuberías críticos, como los que se encuentran en plantas de energía, plantas químicas y refinerías. Las unidades compactas son ideales tanto para la construcción de nuevos edificios como para el reacondicionamiento sísmico y el refuerzo de estructuras ya existentes. Durante la fase de diseño, los ingenieros de NSK prestan su apoyo a los fabricantes de sistemas de amortiguación para la protección contra terremotos.

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