AVANCE DE PROYECTO.docx educacion fluidos

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1. FACULTAD DE INGENIERÍA
PROTOTIPO DE ESTRUCTURA CON Y SIN AISLADORES SISMICOS
Integrantes:
Omar Marcelo Cigueñas Ramirez, código:1622441
Miguel Ramirez Huamán , código: u23224595
Luis Carranza Quitos , código: u23244554
José Jheferson Sandoval Solano, código: U22321504
Luis Aldahir Ternero Sandoval , código: U21228820
Docente:
Percy Dávila Gonzalez
Sección:
25461
Chiclayo-Perú
2025

2. 1.INTRODUCCION
El presente trabajo desarrolla el estudio y construcción de un prototipo de
estructura con y sin aisladores sísmicos, utilizando los fundamentos de la física
del movimiento armónico simple y amortiguado. La motivación principal de este
proyecto es entender cómo la aplicación de aisladores permite reducir la
transmisión de la energía sísmica hacia la superestructura, logrando una mayor
estabilidad y seguridad.
En el campo de la ingeniería civil, la sismorresistencia constituye un aspecto
prioritario, ya que los sismos representan una de las principales amenazas
naturales para las edificaciones y la vida humana. Los aisladores sísmicos,
entre ellos los de resorte, se diseñan con el objetivo de desacoplar el
movimiento del suelo respecto de la estructura, de modo que esta última
experimente una aceleración y desplazamiento considerablemente menores
durante un evento sísmico.
Este prototipo no solo busca demostrar la eficacia del sistema de aislamiento
frente a movimientos sísmicos simulados, sino también resaltar la importancia
de los principios de dinámica estructural en el diseño de edificaciones más
seguras. La comparación entre una estructura rígida tradicional y una equipada
con aisladores permitirá evaluar experimentalmente la diferencia en el
comportamiento dinámico, mostrando cómo la inclusión de dispositivos de
amortiguamiento y flexibilidad puede marcar la diferencia en la protección de
infraestructuras críticas.
Además, este estudio cobra relevancia al plantearse como una herramienta
didáctica para comprender la interacción entre fuerzas externas, masa, rigidez
y amortiguamiento, contribuyendo así a la formación académica y al desarrollo
de futuras soluciones tecnológicas que fortalezcan la seguridad sísmica en la
construcción moderna.
2.DESCRIPCION DEL PROYECTO
Se construirá una maqueta a escala de una edificación básica que permita
comparar dos escenarios: una estructura rígida sin aisladores y otra apoyada

3. sobre aisladores sísmicos. A través de este prototipo se busca evidenciar la
diferencia en la respuesta dinámica frente a vibraciones simuladas
manualmente.
El modelo constará de una base que representará el terreno, sobre la cual se
montarán ambas estructuras. En el primer caso, la edificación estará fijada
directamente a la base, de manera que toda la energía del movimiento se
transmitirá a la estructura. En el segundo caso, se incorporarán aisladores
sísmicos construidos con resortes que funcionarán como elementos de
amortiguamiento, reduciendo el impacto del movimiento sobre la edificación.
Este diseño permitirá visualizar de manera clara cómo los aisladores
disminuyen el movimiento del suelo respecto a la estructura reduciendo las
oscilaciones y mejorando la estabilidad. Asimismo, al tratarse de una maqueta
a escala, los estudiantes y observadores podrán relacionar de forma sencilla
los principios de la física, como masa, rigidez, frecuencia y amortiguamiento,
con aplicaciones reales en ingeniería civil.
3. OBJETIVOS
3.1 Objetivo General
Diseñar y construir un prototipo de estructura que permita evaluar
comparativamente el comportamiento dinámico con y sin aisladores sísmicos,
fundamentado en la teoría del movimiento armónico.
3.2 Objetivos Específicos
- Analizar el comportamiento dinámico de estructuras mediante el modelo de
movimiento armónico simple.
- Identificar la influencia del amortiguamiento en la disipación de energía.
- Construir un prototipo experimental que represente ambos tipos de
estructuras.
- Procesar datos experimentales para comparar la eficacia de los aisladores.
4. PROBLEMATICA
Las construcciones en zonas sísmicas enfrentan la amenaza constante de
colapso debido a la transmisión directa de las ondas sísmicas. Una estructura
rígida absorbe toda la energía, lo que incrementa las posibilidades de falla. En
cambio, el uso de aisladores introduce un sistema de amortiguación que
cambia la frecuencia natural de la estructura, evitando la resonancia
destructiva.

4. Este fenómeno se vuelve especialmente crítico en edificaciones
convencionales, donde la rigidez excesiva genera que los movimientos del
suelo se transfieran casi íntegramente a la superestructura. Al no existir un
mecanismo de disipación o aislamiento, la estructura entra en riesgo de sufrir
daños severos incluso ante sismos de intensidad moderada.
La implementación de aisladores sísmicos, por el contrario, permite desacoplar
el movimiento del suelo respecto de la edificación, reduciendo así las
aceleraciones internas y los esfuerzos en los elementos estructurales. En
términos físicos, esto significa modificar la interacción entre la masa de la
edificación, la rigidez del sistema y la frecuencia del movimiento sísmico, lo
cual evita que se alcance la resonancia. Según Chopra (2017), “el aislamiento
sísmico desplaza el período fundamental de la estructura hacia valores
mayores, reduciendo la demanda sísmica y mejorando su desempeño durante
un terremoto”.
De esta manera, la problemática no se centra únicamente en la vulnerabilidad
de las edificaciones rígidas, sino también en la necesidad de promover
soluciones prácticas y accesibles, como los aisladores, que permitan aumentar
la seguridad de las construcciones en regiones con alta sismicidad.
5. JUSTIFICACION
La investigación es relevante porque aporta al entendimiento de la física
aplicada a la ingeniería civil, especialmente en la mitigación de riesgos
sísmicos. Además, contribuye a la formación académica al aplicar conceptos
como frecuencia natural, resonancia y energía mecánica en un contexto real.
Este proyecto resulta significativo porque permite trasladar la teoría al plano
experimental mediante la construcción de un prototipo, lo cual facilita la
comprensión de fenómenos dinámicos que, de otra forma, suelen resultar
abstractos para los estudiantes. Observar cómo una estructura rígida se
comporta de manera distinta a una estructura con aisladores posibilita un
aprendizaje más claro sobre la importancia de la amortiguación y el control de
vibraciones.
Asimismo, la investigación contribuye a sensibilizar sobre la necesidad de
desarrollar soluciones sismorresistentes accesibles en contextos donde los
recursos tecnológicos son limitados. Si bien los aisladores sísmicos reales
pueden tener costos elevados, el prototipo demuestra de manera didáctica
cómo el principio físico detrás de ellos puede marcar la diferencia en la
seguridad estructural.

5. De esta forma, el trabajo no solo tiene valor académico, sino también social y
práctico, ya que fomenta la conciencia acerca de la prevención y la importancia
de integrar el conocimiento científico en la construcción. En palabras de Paz
(2004), “la reducción del riesgo sísmico no depende únicamente de normas
técnicas, sino también de la comprensión y difusión de estrategias
constructivas adecuadas”.
6.ANTECEDENTES
Antecedente 1
En 2016, un grupo de estudiantes de la Universidad Nacional de Ingeniería
(Perú) desarrolló un prototipo a escala de un edificio con aisladores de caucho
natural. A través de ensayos en mesa vibratoria, concluyeron que los aisladores
reducían la amplitud de oscilación hasta en un 40% respecto a la estructura
rígida, confirmando la efectividad de esta tecnología en escenarios controlados
(Vega & Huamán, 2016).
Referencia APA:
Vega, R., & Huamán, P. (2016). Construcción de un prototipo a escala de
edificación con aisladores sísmicos de caucho natural. Tesis de pregrado,
Universidad Nacional de Ingeniería, Lima.
Antecedente 2
En 2018, en la Pontificia Universidad Católica del Perú, se elaboró un prototipo
de tres niveles con aisladores elastoméricos para estudiar el efecto de la
frecuencia natural en edificaciones. Los resultados mostraron que, al incorporar
aisladores, la frecuencia del sistema disminuyó, alejándose de la resonancia
con las ondas sísmicas simuladas (García, 2018).
Referencia APA:
García, M. (2018). Prototipo experimental de edificación con aisladores
elastoméricos para análisis dinámico. Proyecto de investigación, Pontificia
Universidad Católica del Perú.

6. Antecedente 3
En 2020, estudiantes de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile realizaron
un prototipo de estructura metálica con y sin aisladores para pruebas en
laboratorio. Se comprobó que la energía sísmica transmitida a la
superestructura se reducía en un 50% en el modelo con aisladores,
evidenciando su papel en la disipación de energía (Ramírez & Soto, 2020).
Referencia APA:
Ramírez, C., & Soto, J. (2020). Prototipo de estructura metálica con aisladores
sísmicos para pruebas dinámicas en laboratorio. Tesis de pregrado, Universidad de
Chile, Santiago.
8. FUNDAMENTO TEORICO