Ingeniero Civil / El objetivo de este trabajo es el de presentar una revisión de estado del arte del análisis del comportamiento de tuberías enterradas frente a solicitaciones sísmicas. Para lo anterior, se realizó una revisión bibliográfica con el objeto de establecer las filosofías de diseño de tuberías enterradas e identificar los modelos numéricos más citados en la literatura, para luego clasificarlos y describirlos en términos de los métodos de análisis utilizados, sus hipótesis y tipos de amenazas sísmicas. Además, se realizó una breve descripción de los daños en los sistemas de tuberías a raíz del sismo del 27 de febrero de 2010. Los modelos escogidos han sido clasificados en dos categorías según el tipo de amenaza sísmica presente en el problema. En primer lugar, se han agrupado los modelos asociados a la acción de ondas sísmicas, y en segundo lugar, se han agrupado los modelos asociados a amenazas presentes en el suelo, como lo son las fallas geológicas, deslizamientos y desplazamientos permanentes en el suelo. Además, se presentan algunas comparaciones al final de cada capítulo, y en el caso de los efectos asociados al suelo (fallas geológicas), se compara con resultados numéricos de modelos no considerados por las guías de diseño utilizadas. En base a los resultados obtenidos, la profundidad de entierro, y en general, los parámetros del suelo que proporcionan un aumento en las fuerzas de interacción en la interfase suelo-tubería, inciden negativamente en la respuesta de ésta, pues aumentan las deformaciones unitarias en el elemento. Por último, en la norma NCh2369.Of2003 no contempla el diseño de este tipo de elementos, por lo que es deseable contar en el mediano plazo con alguna norma que incluya este apartado, pues se presenciaron daños en tuberías enterradas luego del sismo del 27 de febrero de 2010.

Ingeniero Civil Mecánico / Un estudio reciente de modelación sísmica de una caldera ha detectado posibles colisiones entre sus elementos interiores. En particular, los haces de tubos que operan en la etapa de sobrecalentamiento y recalentamiento, chocan contra las paredes laterales de la caldera, durante un sismo. Dada la envergadura de la estructura y considerando también las condiciones de operación, no se tiene certeza de cuáles serían los efectos que puede originar el impacto de los tubos interiores. Es por este motivo, que el objetivo principal de este trabajo consiste en plantear una estrategia de solución al eventual problema de choque. La metodología utilizada considera un modelo computacional de tubos cuyo diseño se asemeja en mayor medida a aquel indicado en los planos mecánicos de la caldera. Además, su respuesta dinámica obedece a parámetros sísmicos cuyas solicitaciones son más exigentes, de acuerdo a lo establecido por la norma de diseño sísmica chilena. Para determinar el máximo desplazamiento del haz de tubos durante un sismo, estos son excitados mediante una aceleración sinusoidal, cuya amplitud y frecuencia representa el movimiento del techo de la caldera. Sumada a esta respuesta armónica de los tubos, que superpone los máximos modales, se añade el ángulo de rotación que sufren al nivel de su anclaje con el techo de la caldera. Los resultados indican que es altamente probable que ocurra una colisión entre los tubos de agua y las paredes laterales de la caldera, ya que el desplazamiento máximo que sufre la parte inferior del haz de tubos supera la holgura disponible. Para evaluar la magnitud del impacto, se utiliza la teoría desarrollada para el contacto entre superficies sólidas (esféricas). Donde a partir de la energía almacenada como deformación elástica en el haz de tubos, se determina el trabajo de compresión que realiza la fuerza de impacto, de acuerdo al número de tubos en contacto. Los resultados advierten que el daño no es despreciable. Se estima que la fuerza de impacto entre el tubo de agua y el tubo de pared podría alcanzar los 155 [kN], desarrollando un comportamiento en el rango plástico. Sin bien es cierto que difícilmente ocurra una ruptura catastrófica, el daño local puede ser un sitio de inicio de corrosión, causando problemas de mediano a largo plazo. Una posible solución a este problema consiste en evitar el contacto entre tubos, al interponer una placa en la trayectoria de éstos, mitigando la deformación plástica local.