Design and experimentation of seismic protection systems for fluid storage tanks

La protección sísmica de estanques de almacenamiento de líquidos ha sido un tema poco explorado en el ámbito de la ingeniería estructural. A pesar de que estas estructuras, ocultas en entornos industriales y sistemas de suministro, pueden pasar desapercibidas al documentar daños después de un evento sísmico, el mal comportamiento sísmico de estos estanques puede tener amplias implicaciones económicas, funcionales y ambientales, entre otras. Los mayores registros de daños post - sismo se han observado principalmente en estanques de pared delgada, ampliamente utilizados en la industria alimentaria y de producción de alcoholes. Los estanques de almacenamiento se dividen en dos categorías principales: estanques de apoyo continuo y estanques de apoyo en patas. Ambos tipos han experimentado daños considerables tras eventos sísmicos en países como Chile, Estados Unidos, Argentina, Italia y Nueva Zelanda. Este estudio se enfocó en desarrollar sistemas de protección sísmica específicos para ambas tipologías de estanques, los cuales fueron patentados tanto en Chile como en Estados Unidos, con patentes ya otorgadas. Para los estanques de apoyo continuo, se ideó un sistema de anclaje llamado NWSTADAS, que permite el levantamiento controlado del manto y agrega disipación de energía. Este sistema ofrece control sobre las cargas transmitidas tanto al manto como a la fundación, siendo aplicable tanto en estanques nuevos como en la modernización de estanques existentes. Se realizaron pruebas de laboratorio a los prototipos desarrollados, junto con la implementación exitosa de estos sistemas en estanques existentes y nuevos, en colaboración con la industria. Se presenta una metodología de diseño para esta solución propuesta. Para los estanques de apoyo en patas, se diseñó un sistema de aislación con auto centrado, basado en la transmisión de la carga axial mediante patas apoyadas sobre deslizadores planos y un sistema de restitución elastoplástico denominado columna auto - centrante. Se estudió el comportamiento de roce de diversos polímeros, poco utilizados en sistemas de aislación friccional, para ampliar las alternativas de diseño y mejorar las estimaciones de comportamiento. Se propuso un nuevo modelo de roce que representa de manera más precisa el comportamiento observado en la campaña experimental, incorporando fenómenos identificados en la literatura, pero no considerados en los modelos existentes. Se presenta una metodología de diseño para esta solución propuesta.