Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v7i13.0158  
ESTUDIO DE EDIFICIOS DE ALTURA UBICADOS EN LA CIUDAD DE  
QUITO CON AMORTIGUADORES DE MASA SINTONIZADA  
STUDY OF TALL BUILDINGS LOCATED IN THE CITY OF QUITO WITH  
TUNED MASS DAMPERS  
1
2
Guerra-Valladares Marcelo David ; Marcillo-Zapata Andrés ;  
3
4
Hidalgo-Robalino Diego Hernán ; Pazmiño Vladimir  
1
Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería, Riobamba, Ecuador.  
Correo: marcelo.guerra@unach.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-4119-4959  
2
Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería, Riobamba, Ecuador.  
Correo: cristian.marcillo@unach.edu.ec. ORCIDID: https://orcid.org/0009-0000-2552-903X  
3
Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería, Riobamba, Ecuador.  
Correo: dhhidalgo@unach.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1341-8206  
4
Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería, Riobamba, Ecuador.  
Correo: hvpazmino@unach.edu.ec. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7169-7648  
Resumen  
El estudio de la inclusión de sistemas de disipación de energía es fundamental porque se busca  
obtener la eficienciay, si es posible, la aplicabilidad de métodos de protección para estructuras  
de acero de diferente altura. Estos sistemas, correctamente diseñados, pueden llegar a ser  
utilizados en varias ciudades de la Sierra Ecuatoriana como en la ciudad de Quito. Se propone  
un sistema de protección ante eventos sísmicos de gran magnitud como es el sistema de  
amortiguadores de masa sintonizada. Estos sistemas presentan mejorías en ahorro de energía  
y economía con respecto a otros que cumplen la misma función, pero tienen como una  
desventaja poseer una alta sensibilidad ante cambios en las características dinámicas de la  
estructura, sobre todo en su frecuencia natural. La idea detrás de los disipadores de masa  
sintonizada es que estas masas adicionales pueden absorber y disipar la energía generada por  
las vibraciones sísmicas, evitando así que estas vibraciones lleguen a niveles peligrosos que  
puedan dañar la estructuradel edificioo poner en peligrola seguridadde las personas dentro de  
él.  
Palabras clave: Acero, Masa Sintonizada, Edificios altos, Disipaciónde Energía.  
Abstract  
The study of the inclusion of energy dissipation systems is essential because it seeks to obtain  
the efficiency and, if possible, the applicability of protection methods for steel structures of  
different heights. These systems, properly designed, can be used in several cities in the  
Ecuadorian Sierra such as the city of Quito. A protection system against large seismic events is  
proposed, such as the tuned mass damper system. These systems present improvements in  
energy savings and economy compared to others that perform the same function, but their  
disadvantage is that they are highly sensitive to changes in the dynamic characteristics of the  
structure, especially inits natural frequency. Theideabehind tuned mass dissipators is that these  
additional masses can absorb and dissipate the energy generated by seismic vibrations, thus  
preventing these vibrations from reaching dangerous levels that could damage the building  
structureor jeopardize the safety of the buildings. people inside it.  
Keywords: Steel, Tuned Mass, Tall Buildings, energy dissipation.  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 18 de octubre de 2023.  
Fecha de aceptación: 19 de diciembre de 2023.  
Fecha de publicación: 10 de enero de 2024.  
142  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
1
. Introducción  
mejorar las prácticas existentes para  
garantizar el rendimiento óptimo de  
estas estructuras. En este contexto,  
Es ampliamente reconocido que los  
terremotos seguirán ocurriendo y  
ocasionarán importantes daños  
estructurales, económicos y sociales  
"
aceptable" implica que los diseños  
de las estructuras deberían sufrir un  
mínimo ningún daño sin  
o
si  
no  
nos  
preparamos  
comprometer la seguridad de vida.  
adecuadamente. Por lo tanto, la  
evaluación de los riesgos sísmicos y  
la mejora de las estrategias de  
ingeniería para mitigar estos daños  
son las únicas opciones viables para  
Como un campo multidisciplinario de  
la ingeniería,  
el  
diseño de  
estructuras sismorresistentes está  
en un punto de inflexión que podría  
dar lugar a numerosas innovaciones  
interesantes en los próximos años.  
Las nuevas técnicas y materiales  
fortalecer nuestras ciudades  
comunidades. Geólogos, sismólogos  
ingenieros están dedicando  
y
e
que  
no  
se  
han  
utilizado  
esfuerzos continuos para mejorarlos  
mapas de zonificación, establecer  
bases de datos confiables sobre los  
tradicionalmente en la ingeniería civil  
ofrecen una promesa significativa en  
la reducción del riesgo sísmico.  
procesos  
y
efectos  
de  
los  
terremotos, ampliar la comprensión  
de las características del sitio y  
desarrollar diseños de estructuras  
resistentes a los terremotos. El  
objetivo último de los ingenieros es  
Se  
han  
realizado  
avances  
destacados en la comprensión  
dinámica no lineal de los terremotos  
y la respuesta de las estructuras.  
Estos  
avances  
abarcan  
la  
diseñar  
estructuras  
que  
se  
optimización de la configuración  
estructural, la determinación más  
precisa del tamaño y la forma de  
diversos elementos, el aumento en la  
comprensión de los materiales de  
construcción y la mejora de los  
métodos de fabricación.  
comporten de manera predecible y  
segura, maximizando la seguridad  
de las personas y minimizando los  
daños.  
En la actualidad, surgen preguntas  
sobre la respuesta de nuestro  
entorno ante diversos movimientos  
sísmicos. Los desafíos consisten en  
Estas técnicas de diseño moderno  
se han desarrollado principalmente  
en las últimas cinco décadas,  
desarrollar nuevas técnicas  
y
143  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
especialmente  
en  
países  
edificaciones. Dado que Quito se  
encuentra en una zona de alto riesgo  
sísmico (Zona Sísmica “V” según la  
normativa NEC_SE_DS de 2015),  
desarrollados que tienen regiones  
sísmicas activas, como Estados  
Unidos, Japón y Nueva Zelanda.  
los  
ingenieros  
civiles  
deben  
Es claro que abordar el problema de  
las cargas y la interacción de  
estructuras como un conjunto  
asegurarse de que las estructuras  
cumplan con las disposiciones  
establecidas  
en  
normativas  
requiere  
un  
enfoque  
nacionales e internacionales en  
cuanto a la disipación de energía.  
multidisciplinario. Por lo tanto, el  
diseño moderno de estructuras  
sísmicamente resistentes involucra  
la colaboración de especialistas  
provenientes de diversas disciplinas,  
tales como geólogos, sismólogos,  
ingenieros estructurales, ingenieros  
geotécnicos, ingenieros mecánicos y  
científicos de materiales, entre otros.  
Este enfoque ha conducido a la  
En los últimos años, la ingeniería  
estructural ha creado sistemas  
diseñados  
para  
proteger  
las  
edificaciones  
contra  
sismos  
destructivos de alta magnitud,  
eventos naturales que provocan las  
mayores pérdidas económicas y  
humanas a nivel mundial.  
proposición  
de  
numerosos  
A
raíz de los antecedentes  
dispositivos, técnicas y estrategias  
destinadas a reducir la demanda  
sísmica y/o mejorar la resistencia,  
ductilidad o capacidad de disipación  
de energía de una estructura  
determinada.  
mencionados, se presenta el desafío  
para la ingeniería ecuatoriana de  
llevar a cabo estudios e implementar  
sistemas  
como  
Estos  
masas  
las  
Masas  
Sintonizadas.  
incorporan  
sistemas  
adicionales  
El desarrollo en el sector de la  
construcción en la ciudad de Quito,  
junto con la reubicación del  
Aeropuerto Internacional Mariscal  
Sucre a la zona de Tababela, ha  
ubicadas estratégicamente en la  
parte superior de los edificios, cuyo  
movimiento absorbe parte de la  
energía cinética generada por el  
sismo.  
llevado  
a
los diseñadores  
la posibilidad  
a
considerar  
de  
aumentar el límite de altura de las  
144  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
Figura 1. Mapa de Peligro Sísmicodel Ecuador  
Fuente: (NEC 2015, 2015)  
Los disipadores de masa sintonizada  
son elementos innovadores  
En  
esta  
breve  
introducción,  
exploraremos cómo funcionan estos  
dispositivos, sus aplicaciones en la  
práctica de la ingeniería civil y los  
beneficios que ofrecen para la  
protección de las estructuras frente a  
terremotos.  
utilizados en ingeniería estructural  
para mejorarla respuesta sísmica de  
edificaciones frente a terremotos.  
Estos  
dispositivos,  
también  
conocidos como TMD por sus siglas  
en inglés (Tuned Mass Dampers),  
están diseñados para reducir las  
vibraciones y absorber la energía  
generada durante un sismo. Al  
introducir masas adicionales que se  
mueven en fase con la vibración  
principal de la estructura, los  
disipadores de masa sintonizada  
La investigación está enfocada a  
como los sistemas de masa  
sintonizada  
modifican  
las  
propiedades dinámicas de edificios  
de diferentes alturas con el mismo  
sistema estructural.  
pueden  
mitigar  
los  
efectos  
destructivos de las fuerzas sísmicas,  
mejorando así la seguridad y la  
resistencia de los edificios ante  
eventos sísmicos de alta magnitud.  
145  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
Figura 2. Amortiguador de Masa Sintonizada  
Fuente: (NEC 2015, 2015)  
2. Materiales y métodos  
interpretación de los resultados. Al  
obtener varias características de las  
Se presenta a la investigación con un  
alcance teórico y exploratorio, dado  
que se debe recolectar información,  
diferentes  
estructurales y de las diferentes  
características que tiene los  
consideraciones  
para luego ser procesada  
y
sistemas de disipación de energía,  
se puede plantear las condiciones  
óptimas para utilizar este sistema  
dentro de estructuras en zonas de  
alto riesgo sísmico. En la figura 2 se  
muestra un diagrama de flujo con las  
actividades a realizar en el desarrollo  
de la metodología.  
modelada mediante el software  
ETABS que permite una mejor  
visualización de los resultados con la  
finalidad de proponer alternativas y  
realizar comparaciones entre las  
diferentes condiciones propuestas.  
Debido a que se tiene que realizar  
cálculos de diferentes características  
que son necesarias para definir tanto  
el sistema estructural como el  
sistema de disipación de energía se  
tiene un enfoque cuantitativo ya que  
estas se desarrollan en base a  
ecuaciones que permite simplificar la  
146  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
Figura 3. Metodología de la investigación  
Fase 3: Prediseño de  
Fase 2: Definición del  
número de pisos y de  
sistema estructural a  
considerar  
elementos  
estructurales para  
edificios de diferente  
altura  
Fase 1: Derminación  
de ciudad de estudio  
Fase 4: Generación de  
espectro de respuesta  
de la ciudad  
Fase 6: Cálculo de  
característcas del  
sistema de masa  
sintonizada  
Fase 5: Modelamiento de  
edificios sin considerar  
sistema de disipación.  
considerada  
Fase 8: Modelamiento  
de edificios  
considerando sistema  
de disipación.  
Fase 9: Comparación  
de resultados  
(situación sin vs con  
sistema de disipación)  
Fase 7: Definición de  
acelerogramas de la ciudad  
considerada  
Definición de ciudad de estudio  
La definición del sistema estructural  
es de suma importancia dentro del  
análisis. De esta definición depende  
las características que tienen las  
secciones a utilizar dentro de la  
edificación. Adicionalmente, con la  
definición del sistema estructural, se  
considera que tan dúctil será la  
Se busca considerar las ciudades de  
la sierra ecuatoriana puesto que esta  
zona del país posee un alto riesgo  
sísmico y es un buen punto de  
partida  
para  
analizar  
el  
comportamiento de estos sistemas  
frente a sismos de gran magnitud.  
Para la investigación se decide  
trabajar con la ciudad de Quito.  
edificación  
al  
momento  
de  
presentarse el sismo de diseño. Este  
criterio de ductilidad se alcanza con  
el cumplimiento completo de las  
Definición del número de pisos y  
del sistema estructural  
normativas  
sismorresistente. Se considera como  
sistema estructural: Pórticos  
de  
diseño  
Se debe realizar la comparación de  
la respuesta obtenida con la  
inclusión de estos sistemas de  
disipación para edificios de diferente  
altura. Se considera como altura de  
los edificios: 15 pisos, 20 pisos, 30  
pisos, 40 pisos y 50 pisos.  
especiales resistentes a momento  
con perfiles armados de acero  
estructural. La especificación NEC –  
SE – DS del año 2015 menciona que  
para este sistema estructural se  
147  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
considere un valor del Factor de  
Reducción de Respuesta Estructural  
secciones finales a utilizar de  
manera más rápida. Para este  
proceso se considera las cargas que  
“
R” igual a 8.  
deben  
resistir  
los  
elementos  
Prediseño de los elementos  
estructurales  
estructurales, las características de  
los materiales que los conforman y  
Dentro de la ingeniería civil, el diseño  
de elementos estructurales es un  
proceso iterativo, es decir, se debe  
repetir varias veces el proceso de  
cálculo antes de llegar a la sección  
final del elemento estructural. Por lo  
que es necesario marcarun punto de  
partida que permita alcanzar las  
consideraciones  
necesarias para  
y
variables  
diseño  
un  
sismorresistente de los elementos.  
Por medio de este proceso, se  
obtiene características para vigas  
principales,  
vigas  
secundarias,  
columnas y losas de cada uno de  
edificios considerados.  
Figura 4. Planta tipo para todos modelos propuestos  
Generación de Espectro de  
magnitud. Esto se debe a la  
presencia de un límite convergente  
entre placas en la región noroeste de  
Sudamérica. Este límite exhibe alta  
actividad sísmica, caracterizada por  
un arco volcánico, subducción y una  
Respuesta  
de  
la  
ciudad  
considerada  
Ecuador se encuentra en una región  
altamente sísmica, históricamente  
afectada por terremotos de gran  
148  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
colisión en curso entre el arco y el  
continente. La actividad sísmica en  
Ecuador es principalmente el  
resultado de la interacción entre dos  
placas tectónicas: la Placa de Nazca  
reducción de respuesta estructural  
“R” para reducir las ordenadas  
espectrales debido al sistema  
estructural considerando.  
Modelación  
considerar  
disipación  
de  
el  
edificio sin  
(
(
oceánica) y la Placa Sudamericana  
continental).  
sistema  
de  
La falla activa que es considerada en  
el Ecuador es la denominada  
Determinadas  
todas  
las  
características necesarias para los  
edificios propuestos, se procede a  
realizar los modelos estructurales  
con la ayuda del software ETABS,  
que es un software de análisis  
estructural y diseño de edificaciones,  
conocido mundialmente.  
“
Pallatanga – Chingual”. Su inicio es  
en el golfo de Guayaquil, atraviesa  
Riobamba y se extiende a Colombia  
y se cree que llega a Venezuela. De  
esta falla, nacen dos secundarias:  
•
Quito – Latacunga  
•
Subandina Oriental, en la  
Para realizar la modelación se define  
región amazónica.  
todas las  
componen  
características que  
los elementos  
Con estos antecedentes,  
se  
estructurales. Se definen los  
materiales a considerar tanto para  
los perfiles como para la losa.  
considera el mapa de zonificación  
sísmica del Ecuador especificado en  
la normativa NEC – SE – DS para la  
determinación de las aceleraciones  
en función de la gravedad para la  
ciudad en estudio. Contando con el  
perfil de suelo que es predominante  
en la zona de estudio, se determina  
las características necesarias para  
generar el espectro elástico de  
Se prosigue con la definición de cada  
unos de lo perfiles de acero  
estructurales que fueron obtenidos  
por un proceso de prediseño. De  
igual manera, se procede con la  
definición de la losa que se utiliza.  
Definidas las secciones de los  
elementos estructurales a utilizar, se  
realiza el dibujo de la estructura.  
Dentro de este proceso se incluye la  
asignación de las cargas que resiste  
aceleraciones.  
Además,  
es  
necesario considerar un espectro de  
aceleraciones de diseño para lo cual  
se toma en cuenta el factor de  
149  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
la estructura, tanto verticales como  
horizontales.  
elemento dentro del software  
ETABS.  
Concluido con el proceso de  
modelado, se realiza el análisis  
estructural con la finalidad de revisar  
Para el diseño de las características  
de este sistema de disipación se  
considera el método propuesto por  
Sadek (et al., 1996) para definir los  
parámetros de los sistemas de  
si  
la  
estructura  
tiene  
un  
comportamiento adecuado con las  
cargas aplicadas. De estos modelos  
se obtiene información como  
reacciones, cortantes y momentos  
que son necesarios para la  
comparación con los modelos que  
incluyan el sistema de disipación.  
amortiguadores  
de  
masa  
sintonizada. Este método busca  
determinar los parámetros óptimos  
para los amortiguadores con el fin de  
mitigar significativamente los efectos  
de las cargas sísmicas.  
Cálculo de las características de  
los sistemas de masa sintonizada  
El criterio adoptado consiste en  
determinar, para una relación de  
masas dada, las relaciones de  
frecuencia y amortiguamiento que  
harían que el sistema estructural se  
Tras realizar el análisis de los  
modelos sin sistemas de disipación,  
se desarrolla el diseño de los  
sistemas de amortiguadores de  
asemeje  
mucho  
a
los  
amortiguamientos en los dos  
primeros modos de vibración. Tanto  
para sistemas de un solo grado de  
libertad como para sistemas de  
múltiples grados de libertad, los  
parámetros de los amortiguadores  
de masa sintonizada se presentan  
en ecuaciones y tablas.  
masa  
sintonizada  
que  
se  
implementarán en todos los modelos  
propuestos. La incorporación de  
estos sistemas tiene como objetivo  
mitigar los efectos de las cargas  
sísmicas en las estructuras. Para  
aplicar estos sistemas de protección  
sísmica de manera efectiva, es  
crucial definir ciertos parámetros y  
requisitos de diseño, que abarcan  
desde las propiedades del material a  
utilizar hasta la geometría y el  
método de modelado de este  
Los resultados obtenidos al utilizar  
estos parámetros indican una  
reducción significativa (de hasta un  
50%) en los efectos de las cargas  
150  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
sísmicas  
sobre los  
sistemas  
estructurales.  
Figura 5 Parámentros óptimos de frecuenciapara AMS  
Parámetro Óptimo de Frecuencia (f) del AMS  
β = 0  
β = 0.02  
β = 0.05  
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
,0200  
,0000  
,9800  
,9600  
,9400  
,9200  
,9000  
,8800  
,8600  
,8400  
0
,000  
0,020  
0,040  
0,060  
0,080  
0,100  
0,120  
0,140  
0,160  
Razón de masa, μ  
Figura 6 Parámentros óptimos de amortiguamiento para AMS  
Parámetro Óptimo de Amortiguamiento (ξ) del AMS  
β = 0  
β = 0.02  
β = 0.05  
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
,4500  
,4000  
,3500  
,3000  
,2500  
,2000  
,1500  
,1000  
,0500  
,0000  
0
,000  
0,020  
0,040  
0,060  
0,080  
0,100  
0,120  
0,140  
0,160  
Razón de masas, μ  
Definición de acelerogramas de la  
ciudad considerada  
cuenta con la información suficiente,  
se consideran acelerogramas que  
estén relacionados al lugar donde se  
tiene la estructura. Para utilizar los  
Se debe considerar acelerogramas  
de sismos en la zona. Si no se  
151  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
acelerogramas se realiza un análisis  
Tiempo – Historia. Este método que  
consiste en encontrar la respuesta  
de una estructura sometida a la  
acción registros de sismos reales o  
artificiales que, siendo normados, la  
aceleración máxima se equipare con  
la aceleración máxima esperada en  
el lugar donde se piensa ubicar la  
estructura. Es un método de análisis  
que arroja similares resultados a los  
que se obtiene por medio del método  
de respuesta modal.  
modelos propuestos. Para cada uno  
de los modelos se tienen  
características diferentes para el  
sistema de masa sintonizada que va  
a ser incluidos.  
3. Resultados y discusión  
Masa del Sistema AMS  
Las masas necesarias para cada  
uno de los sistemas AMS se  
presentan en la Tabla 1. Los valores  
presentados muestran que las  
masas de los sistemas AMS  
dependen del peso de cada uno de  
los edificios. Aproximadamente se  
considera que la masa del sistema  
AMS es igual a 1% del peso total del  
sistema estructural.  
Modelamiento  
considerando  
disipación.  
de  
edificios  
de  
sistema  
Con todas características definidas,  
se modela los sistemas de masa  
sintonizada para cada uno de los  
Tabla 1. Cálculo de valor de masas para sistemas AMS (1%)  
Modelo  
Peso (ton)  
9031.62  
Masa del AMS (kg*s^2/cm)  
15 pisos  
20 pisos  
30 pisos  
40 pisos  
50 pisos  
92.07  
125.75  
199.70  
279.82  
369.67  
12336.35  
19590.69  
27450.81  
36264.82  
La rigidez del sistema AMS se la  
puede estimar con la siguiente  
expresión, considerando que la  
rigidez del sistema AMS es  
equivalente a la sumatoria de  
rigideces horizontales que posee el  
sistema de aisladores:  
2
4
∗ 휋 ∗ 푃  
푡
퐾 = 푛 ∗  
ℎ푡  
2
푇 ∗ 푔  
152  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
Del software ETABS se obtiene  
valores de compresión máxima y el  
valor del primer modo de vibración  
de cada modelo. Se considera la  
utilización de 4 aisladores para el  
AMS de cada modelo. Con estos  
datos se encuentra la rigidez  
horizontal del sistema de aisladores  
y los resultados se muestran en la  
siguiente tabla:  
Figura 7. Modelo tipo del sistemaAMS  
Tabla 2. Rigidez de sistemaAMS (1%)  
Periodo del primer modo de  
Modelo  
Compresión máxima, Pt (kg)  
Rigidez Horizontal, Kht (kg/cm)  
vibración (seg)  
1
5 pisos  
0 pisos  
0 pisos  
0 pisos  
0 pisos  
22579.06  
30840.87  
48976.73  
68627.02  
90662.04  
1.961  
2.508  
3.534  
4.812  
5.829  
945.15  
789.26  
631.26  
477.08  
429.52  
2
3
4
5
El amortiguamiento del sistema AMS  
es equivalente al amortiguamiento  
que posee el sistema de aisladores y  
se utiliza la siguiente expresión para  
estimar el valor:  
Calculados los datos de rigidez  
horizontal y la masa del sistema  
AMS,  
el  
amortiguamiento  
relacionado con el sistema de  
amortiguadores de masa sintonizada  
para cada modelo se presenta en el  
siguiente resumen:  
푐 = ꢀ ∗ 휉 ∗ √퐾 ∗ 푚  
ℎ푡  
Tabla 3. Amortiguamiento de sistemaAMS (1%)  
Fracción de  
amortiguamiento, ξ  
Rigidez Horizontal, Kht Masa de AMS (kg*s2/cm)Amortiguamiento, c  
Modelo  
(kg/cm)  
(kg/cm)  
1
5 pisos  
0 pisos  
0 pisos  
0 pisos  
0 pisos  
0.2  
0.2  
0.2  
0.2  
0.2  
945.15  
789.26  
631.26  
477.08  
429.52  
92.07  
125.75  
199.70  
279.82  
369.67  
117.99  
126.02  
142.02  
146.15  
159.39  
2
3
4
5
153  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
Los resultados que se comparan  
serán los que se obtengan por medio  
del análisis Tiempo – Historia. Se  
analiza los resultados obtenidos en  
los edificios de 15, 30 y 50 pisos de  
altura.  
• Desplazamiento de nudos.  
•
•
Velocidad de nudos.  
Aceleración de nudos.  
A continuación, se muestra gráficos  
para el modelo de 15 pisos de altura  
con y sin la presencia del sistema de  
amortiguadores de masa sintonizada  
Los  
resultados  
dinámicos  
considerados son:  
(
AMS).  
Figura 8. Desplazamientos Modelo 15 pisos  
Desplazamientos Edificio 15 pisos  
Sin AMS  
Con AMS (1%)  
1
0
,5  
0
0
5
10  
15  
20  
25  
-
-
0,5  
-
1
1,5  
Tiempo (seg)  
Figura 9. Velocidades Modelo 15 pisos  
Velocidades Edificio 15 pisos  
Sin AMS  
Con AMS (1%)  
8
6
4
2
0
2
4
6
8
0
5
10  
15  
20  
25  
-
-
-
-
Tiempo (seg)  
154  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
Figura 9. Aceleraciones Modelo 15 pisos  
Aceleraciones Edificio 15 pisos  
Sin AMS  
Con AMS (1%)  
1
00  
80  
60  
40  
20  
0
0
5
10  
15  
20  
25  
-
-
-
-
20  
40  
60  
80  
-
100  
Tiempo (seg)  
Los  
gráficos  
de  
resultados  
La respuesta dinámica que más es  
controlada, apreciándose una  
presentados muestran como las  
respuestas dinámicas del modelo  
varían y se ven reducidas por la  
inclusión de los sistemas AMS. Esto  
se debe ya que al aumentar la rigidez  
y el amortiguamiento del sistema  
estructural con la inclusión de los  
sistemas AMS, se busca controlar y  
disminuir las respuestas dinámicas  
que se producen en la estructura por  
la acción la carga sísmica.  
reducción mayor, es la velocidad que  
se genera en el sistema estructural  
durante la acción de la carga  
sísmica.  
A continuación, se presenta una  
tabla donde se resume como las  
respuestas dinámicas han variado  
comparando los sistemas sin AMS y  
con AMS:  
Se observa que, al inicio del análisis  
Tiempo – Historia, las respuestas  
dinámicas varían muy poco, pero  
con el paso de el tiempo, las  
ordenadas tanto de desplazamiento,  
velocidad  
y
aceleración  
van  
disminuyendo por acción de la  
inclusión del sistema AMS.  
155  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
Tabla 4. Comparación de resultados de modelos sin AMS y con AMS (1%)  
Desplazamiento (m)  
Velocidad (m/s)  
Con  
Aceleración (m/s2)  
Con  
Diferencia  
Modelo  
Sin  
AMS  
Con  
AMS  
Sin  
AMS  
Sin  
AMS  
Diferencia  
Diferencia  
AMS  
AMS  
1
5
1.2557 0.7198  
1.3245 0.9593  
0.9333 0.9092  
42.68%  
6.7535 5.4734  
5.2083 5.0873  
4.2635 3.8387  
18.95%  
2.32%  
9.96%  
83.93  
80.7821  
3.75%  
1.60%  
22.85%  
pisos  
30  
27.57%  
2.58%  
64.5777  
63.545  
pisos  
50  
70.8405 54.6558  
pisos  
4
. Conclusiones  
generada por movimientos sísmicos  
se traduce en una protección  
considerable tanto para la estructura  
como para sus ocupantes. Además,  
la aplicación de este sistema permite  
optimizar el diseño estructural de los  
La adecuada modelización del  
sistema de amortiguadores de masa  
sintonizada requiere de un análisis  
estructural preciso realizado con el  
software ETABS 2015. Este proceso  
es crucial ya que proporciona datos  
fundamentales para calcular las  
características del sistema AMS.  
edificios,  
garantizando  
un  
comportamiento más resiliente y una  
mayor capacidad de resistencia  
frente a situaciones de emergencia.  
En resumen, el AMS emerge como  
una herramienta fundamental en la  
ingeniería sísmica, ofreciendo una  
solución efectiva y confiable para  
enfrentar los desafíos que plantean  
los sismos en el diseño y la  
construcción de infraestructuras  
resilientes.  
El sistema de amortiguadores de  
masa sintonizada (AMS) constituye  
una solución altamente efectiva para  
mitigar las respuestas dinámicas  
experimentadas por edificaciones  
frente  
a
cargas sísmicas. Al  
implementar este sistema, se logra  
una reducción significativa en las  
vibraciones  
y
desplazamientos  
En el contexto de edificaciones de  
baja altura, los sistemas de  
amortiguadores de masa sintonizada  
estructurales, lo que contribuye a  
mejorar la seguridad y la integridad  
de los edificios ante eventos  
sísmicos. La capacidad del AMS  
para absorber y disipar la energía  
(
AMS) desempeñan un papel crucial  
al minimizar aún más los  
desplazamientos que podrían  
156  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
impactar negativamente en la  
integridad estructural. Por otro lado,  
en estructuras de mayor altura,  
caracterizadas por un mayor número  
de pisos, los AMS se convierten en  
aliados esenciales al contribuir  
significativamente a la reducción de  
las aceleraciones que podrían  
transmitirse al sistema estructural en  
caso de eventos sísmicos. Esta  
adaptabilidad de los sistemas AMS,  
tanto para mitigar desplazamientos  
en edificaciones de baja altura como  
para reducir aceleraciones en  
estructuras más altas, subraya su  
versatilidad y eficacia en diferentes  
planta. Esta disposición tiene como  
objetivo principal evitar la generación  
de efectos de torsión inducidos por el  
sistema, lo que contribuye  
a
mantener una distribución  
equilibrada de las fuerzas dinámicas  
en la estructura. Sin embargo, en el  
caso de edificios que presentan  
asimetrías, es necesario llevar a  
cabo un análisis más detallado para  
determinar la ubicación óptima del  
sistema en la planta. En estas  
situaciones, se requiere evaluar  
cuidadosamente diversos factores,  
como la geometría y la distribución  
de masas, con el fin de garantizar  
una respuesta sísmica efectiva y  
controlada. Además, se considera la  
posibilidad de aumentar el número  
de masas que intervienen en el  
control de las respuestas dinámicas,  
lo que puede ser una alternativa  
viable para contrarrestar los efectos  
de la asimetría y mejorar la  
estabilidad global del edificio frente a  
cargas sísmicas. En resumen, la  
ubicación y el diseño del sistema  
AMS en edificaciones simétricas y  
asimétricas requieren un enfoque  
contextos  
geotécnicos. Al integrar estos  
sistemas en el diseño la  
arquitectónicos  
y
y
planificación de edificaciones, se  
asegura una respuesta sísmica más  
controlada y una mayor capacidad  
de resistencia ante situaciones de  
emergencia, fortaleciendo así la  
seguridad y la robustez de las  
estructuras  
sísmicos.  
frente  
a
eventos  
Cuando se tratade edificaciones con  
modelos simétricos tanto en planta  
como en elevación, se adopta la  
estrategia de ubicar el sistema de  
amortiguadores de masa sintonizada  
específico  
y
cuidadoso  
para  
garantizar su eficacia en la  
mitigación de los efectos sísmicos y  
la protección de la estructura y sus  
ocupantes.  
(
AMS) en el centro de gravedad de la  
157  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
El sistema de amortiguadores de  
masa sintonizada (AMS) emerge  
como una opción económica en  
comparación con otros sistemas de  
disipación de energía, como los  
aisladores de base y las diagonales  
con amortiguadores. Esta economía  
se evidencia en la manera en que  
en la mitigación de riesgos sísmicos  
y la protección de la infraestructura.  
La integración de sistemas de  
amortiguadores de masa sintonizada  
(
AMS) aporta múltiples beneficios a  
la estructura principal. Además de  
ofrecer una protección efectiva  
contra cargas sísmicas, estos  
sistemas añaden masa adicional,  
estos  
sistemas  
alternativos  
requieren una distribución específica  
dentro de la estructura para  
funcionar de manera eficaz. Por  
ejemplo, los aisladores de base  
deben ser instalados en cada  
columna del sistema estructural para  
rigidez  
y
capacidad  
de  
amortiguamiento a la estructura.  
Esta incorporación de características  
físicas  
esenciales  
contribuye  
significativamente  
a
mejorar el  
comportamiento global la  
estructura frente a eventos sísmicos.  
de  
garantizar  
un  
adecuado  
sistema  
funcionamiento  
del  
La masa adicional ayuda  
estabilizar la estructura  
a
disipador de energía. Por otro lado,  
el uso eficiente de diagonales con  
al  
incrementar su inercia, mientras que  
la rigidez adicional proporciona una  
amortiguadores  
implica  
su  
disposición a diferentes alturas  
dentro del edificio. En contraste, el  
sistema AMS presenta una ventaja  
mayor  
resistencia  
ante  
deformaciones excesivas. Por otro  
lado, el amortiguamiento adicional  
disipa la energía generada por las  
vibraciones sísmicas, reduciendo así  
las fuerzas dinámicas que actúan  
sobre la estructura. En conjunto,  
estos elementos trabajan en sinergia  
para fortalecer la capacidad de la  
estructura principal para resistir y  
mitigar los efectos destructivos de  
los terremotos, garantizando un  
económica  
al  
poder  
ser  
implementado de manera más  
centralizada y uniforme en la  
estructura, reduciendo  
así  
la  
necesidad de una distribución  
compleja y costosa de componentes  
adicionales. Esta característica lo  
convierte en una opción atractiva  
para proyectos que buscan optimizar  
costos sin comprometer la eficacia  
comportamiento más seguro  
y
158  
Guerra-Valladares et al. (2024)  
adecuado ante situaciones de  
emergencia.  
Asociación de  
Mecánica Computacional.  
Argentina  
Chey, M. (2007). Passive and Semi-  
Active Tuned Mass Damper  
Bibliografía  
Building  
Systems.  
Christchurch.  
Ambrosini, D., Cuitiño, G., & Rebeco,  
J. (2004). Eficiencia de  
Amortiguadores de Masa  
Sintonizados en Estructuras  
Connor, J. (2003). Introduction to  
Structural Motion Control.  
Sismorresistentes.  
Aires.  
Buenos  
Grunahuer, T. S. (2016). Guía  
práctica para el diseño de  
estructuras de acero de  
conformidad con la Norma  
American  
Institute  
of  
Steel  
Construction. (2010). Seismic  
Provisions for Structural Steel  
Buildings ANSI/AISC 341-10.  
Estados Unidos.  
Ecuatoriana  
Construcción  
Quito.  
de  
la  
NEC2015.  
Guerra,  
M.  
(2015). Diseño  
Sismorresistente de Edificios  
utilizando ETABS y NEC  
American  
Institute  
of  
Steel  
(2010).  
2015. Quito: Bustos Guerra  
Construction.  
Consultora.  
Specification for Structural  
Steel Building AISC 360-10.  
Estados Unidos.  
Krenk, S., & Hogsberg, J. (2008).  
Tuned Mass Absorbers on  
Damped  
Southampton.  
Structures.  
American Iron and Steel Institute.  
(
s.f.). Steel Bridge Bearing  
Selection and Design Guide  
AISI Vol II, Chapter 4. Estados  
Unidos.  
Lee, C.-L., Chen, Y.-T., & Wang, Y.-  
P. (2005). Optimal design  
theories and applications of  
tuned mass dampers. Taipei.  
American Society of Civil Engineers.  
(
2010). Minimum Design  
McCormac, J., & Csernak, S. (2013).  
Diseño de Estrucutras de  
Acero. México DF: Grupo  
Editor.  
Loads for Buildings and Other  
Structures ASCE/SEI 7-10.  
Reston.  
Bassotti, R., & Ambrosini, D. (2007).  
Sobre la Utilización de  
Amortiguadores de Masa  
Sintonizados en la provincia  
Ministerio de Desarrollo Urbano y  
Vivienda.  
Ecuatoriana  
(2015).  
de  
Norma  
la  
Construcción NEC 2015.  
Quito.  
de  
Mendoza.  
Córdoba:  
159  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 7 Núm. (13) 2024. ISSN: 2737-6249  
Estudio de Edificios de Altura Ubicados en la Ciudad de Quito con Amortiguadores de Masa Sintonizada  
Ocampo, F. P., Moreno, C., &  
Thomson, P. (s.f.). Diseño e  
Implementación  
Amortiguador  
de  
un  
Masa  
de  
Sintonizada (TMD) robusto  
para disminuir la Respuesta  
Dinámica  
en  
Estrcutura  
Metálica. Cali.  
Ross, M., Rao, B., Iyer, N., & Mohan  
Rao, R. (s.f.). Response of  
Steel Framed Building with  
Tuned Mass Damper for Site-  
Specific Earthquakes.  
Salvi, J., Rizzi, E., & Gavazzeni, M.  
(
2014). Analysis on the  
optimum performance of  
Tuned Mass Damper devices.  
Porto.  
Salvi, J., Rizzi, E., Rustighi, E., &  
Ferguson, N. (2013). Analysis  
and Optimisation of Tuned  
Mass Damper. Pisa.  
Septimiu, G., & Pastia, C. (2013).  
Passive Tuned Mass Damper  
for Seismic Protection. Iaşi.  
Tuan, A., & Shang, G. (2014).  
Vibration Control in a 101-  
Storey Building Using a.  
Tamsui.  
160