¿Qué estándares describen la medición de vibraciones en edificios?
El proceso de medición de las vibraciones de los edificios se rige por diversas normativas en todos los países. En Alemania, el estándar más utilizado para medir vibraciones en edificios es DIN 4150-3. Mientras tanto, en Polonia, el estándar para las vibraciones transmitidas desde el suelo a los edificios es PN-B-02170:2016-12. Ambos estándares describen los métodos para medir las vibraciones de los edificios, los indicadores o escalas que se usan para determinar el alcance de la influencia y el equipo apropiado que se debe usar, así como el formato para presentar los resultados de la medición.
¿Cómo se miden los efectos de las vibraciones en los edificios?
La medición de las vibraciones de los edificios implica el uso de parámetros de velocidad, aceleración o desplazamiento. La elección del parámetro adecuado depende de un análisis exhaustivo de la estructura del edificio. Para cada parámetro, también se considera la frecuencia de las vibraciones. El rango de frecuencia estándar para las pruebas suele estar entre 0,5 Hz y 100 Hz, con un rango de velocidad de 0,0001 m/s a 1 m/s. Para la medición de vibraciones de período corto, se recomienda utilizar bandas de tercio de octava o análisis de transformada rápida de Fourier (FFT) hasta 100 Hz.
¿Qué tipo de medidores para medir vibraciones en edificios?
Las mediciones de vibración del edificio se realizan con un medidor o analizador con un acelerómetro o geófono de vibración adjunto. La sensibilidad del geófono debe ser de al menos 15 V/ms-1, mientras que la sensibilidad sugerida para los transductores es de 10 V/g. En cuanto a los métodos acreditados, es necesario determinar la incertidumbre de las lecturas. La incertidumbre objetivo debe ser inferior al 20%. Es necesario poder determinar la duración de la vibración en base a las mediciones.
¿Cómo desplegar los puntos de medición?
Los puntos de medición se dispondrán teniendo en cuenta el método de medición utilizado. Los puntos deben determinar tres direcciones de medición de acuerdo con las coordenadas del sistema rectangular: dos x e y horizontales y una z vertical. Los transductores deben colocarse en nodos rígidos de la estructura; deben unirse directamente a la estructura del edificio.
¿Qué debe contener el informe?
Un informe de medición de vibraciones bien ejecutado debe describir claramente el propósito de la medición, especificar el estándar utilizado (por ejemplo, DIN 4150-3 alemán o PN-B-02170:2016-12 polaco), detallar el método de medición elegido, describir las fuentes de vibraciones y enumere los equipos y objetos de medición utilizados. Los resultados deben presentarse como vibrogramas. El informe debe indicar la ubicación de los puntos de medición e incluir una representación de los cursos de tiempo de vibración. Además, el informe debe proporcionar información precisa sobre las condiciones meteorológicas y cualquier perturbación que pueda haber afectado los resultados de la medición.
¿Cómo entran las vibraciones en el edificio?
Las vibraciones se pueden transmitir a los edificios a través del suelo y sus estructuras, a través de un camino material. Estas vibraciones pueden provenir de fuentes humanas, como el paso de trenes, vehículos pesados, trabajos de construcción y mantenimiento. También es importante pensar en los efectos de los equipos técnicos dentro de los edificios, como los sistemas de ventilación, que también pueden causar vibraciones que viajan a través de la estructura hacia los pisos superiores o inferiores.
Mediciones de vibraciones en edificios: ¿qué efecto tienen las vibraciones en un edificio?
Dependiendo de la fuerza de las vibraciones que actúan sobre el edificio, pueden causar daños importantes a la estructura. La destrucción puede manifestarse, por ejemplo, en grietas en el yeso. En última instancia, los sonidos materiales se emiten en las habitaciones del interior del edificio como sonidos transportados por el aire. La nocividad de las vibraciones para las personas y la maquinaria dentro de los edificios debe considerarse además de la nocividad de las vibraciones para la estructura.
¿Qué es un vibrograma?
Un vibrograma es un registro del cambio de velocidad, aceleración o desplazamiento de las vibraciones en un punto y dirección dados en función del tiempo. Por lo tanto, es un registro de los parámetros de vibración que ocurren en un punto de medición dado para una dirección y tiempo de vibración específicos. Las medidas de vibración de edificios utilizan espectros de vibración en informes de las medidas de vibración o modelos de medida realizados.
¿Qué son las vibraciones a corto plazo, las vibraciones a largo plazo y las vibraciones continuas?
En los estándares polacos, las vibraciones a corto plazo son vibraciones que no duran más de 3 minutos por día. Las vibraciones a largo plazo son vibraciones que duran de 3 minutos a 30 minutos por día. El tercer tipo de vibración es la vibración continua, que es una vibración que dura más de 30 minutos por día. En DIN alemán, la definición de vibración a corto plazo se limita a vibraciones que no ocurren con la frecuencia suficiente para causar fatiga estructural y que no producen resonancia en la estructura que se evalúa.
¿Qué es el método MRSA y THA?
Los métodos MRSA (Análisis de espectro de respuesta modal) y THA (Análisis de historial de tiempo) se utilizan para determinar la respuesta de un modelo de construcción al forzamiento cinemático. El método MRSA se basa en el uso de un espectro de respuesta, mientras que el método THA utiliza la integración de ecuaciones de movimiento a lo largo del tiempo. El método MRSA permite el uso de un espectro de respuesta de velocidad.
¿Qué es el forzamiento cinemático?
El forzamiento cinemático es la vibración del edificio causada por el movimiento de los cimientos. El forzamiento se presenta en forma de vibrogramas en los ejes x, y y z. La determinación de la fuerza se realiza mediante métodos MRSA o THA. El punto de medición debe estar en un nodo rígido de la estructura del lado de la fuente de vibración. La fuerza se puede determinar en un edificio ya en funcionamiento o en la etapa de diseño. Si solo se dispone del diseño del edificio, es posible predecir la fuerza basándose en casos similares.
¿Cuándo se puede ignorar el impacto de las vibraciones en el diseño de edificios?
La primera condición para ignorar la influencia de las vibraciones es el valor de la amplitud de la aceleración del movimiento horizontal del suelo en el sitio del edificio; debe ser inferior a 0,05 ms2. Para cumplir esta condición, es necesario ubicar el edificio a una distancia de al menos 25 m del eje de la vía férrea, de al menos 15 m del eje de la vía del tranvía, o del eje de la calzada más próxima, en a menos de 20 m de la fuente de vibraciones asociadas a las obras de construcción, y a una distancia superior a 60 m del recorrido de los rodillos vibratorios de la carretera. El edificio también debe estar fuera de la zona de influencia sísmica.
¿Cómo se puede perjudicar a un edificio?
Siguiendo el estándar de medición existen dos tipos de daños: daños no estructurales y daños a los elementos portantes. El primer tipo de daño consiste principalmente en rasguños y grietas en el yeso, así como en el aflojamiento de las fijaciones de puertas y ventanas. También puede notar que los azulejos de la pared y el revestimiento se caen. El daño a los elementos de carga se caracteriza por grietas y fracturas en cimientos, muros de carga, dinteles y pilares. Tal daño debilita severamente la resistencia de la estructura del edificio.
¿Cuáles son las fuentes de vibraciones que pueden perjudicar a un edificio?
Las fuentes de vibraciones que pueden perjudicar a un edificio son, por ejemplo, los movimientos causados por obras de construcción en propiedades vecinas, los movimientos del suelo causados por temblores sísmicos asociados con las operaciones mineras o las vibraciones constantes asociadas con el paso de vehículos pesados, tranvías o trenes.
¿Qué pasa si la estructura sujeta a vibración no es un edificio?
En tales casos, el laboratorio de pruebas de SVANTEK emplea la norma DIN 4150-3, «Vibraciones en edificios, Parte 3: Efectos en las estructuras», que permite medir los efectos de las vibraciones en estructuras distintas del edificio.
