¿Cómo afecta la vibración en los edificios a los humanos?
La vibración en los edificios afecta a los humanos debido a las ondas mecánicas que interactúan con las estructuras corporales. Las vibraciones se pueden transmitir a un cuerpo humano a través de la estructura de un edificio, lo que convierte a los humanos en receptores pasivos de estas vibraciones. Los altos niveles de vibraciones pueden ser peligrosos y provocar trastornos de la salud, como la enfermedad de las vibraciones o el síndrome de las vibraciones, trastornos vasculares, problemas neurológicos o problemas con el sistema óseo. Los seres humanos están expuestos a vibraciones resonantes que pueden causar síntomas como náuseas, debilidad, mareos, dolor articular y muscular y calambres. Las vibraciones también forman parte de los estímulos que provocan el mareo.
¿Qué son las vibraciones en los estándares de medición de edificios?
Los estándares de medición de vibraciones en edificios dependen del país. Los principales estándares de vibración que definen las mediciones de humanos en edificios son:
- ISO 2631-2: esta norma internacional se utiliza ampliamente en toda la UE. Utiliza el valor de la raíz cuadrada media (RMS) de la vibración con ponderación Wm para cuantificar la exposición humana a la vibración de todo el cuerpo en los edificios.
- BS 6472-1: utilizado principalmente en el Reino Unido, este estándar utiliza el valor de dosis de vibración (VDV), una métrica que es más sensible a las vibraciones de alto nivel y corta duración, que suelen ser las más molestas o perturbadoras para las personas. .
- DIN 4150-2: adoptada en Alemania, esta norma utiliza el nivel KörperBeurteilungspegel (KB), una unidad que evalúa los efectos de las vibraciones a corto y largo plazo en los edificios y las personas que se encuentran dentro.
Cada uno de estos estándares tiene su propio método de evaluación y limitación de vibraciones para garantizar la seguridad y la comodidad de los ocupantes del edificio.
¿Cuáles son las fuentes de vibraciones en los edificios?
Vibraciones en Edificios Las fuentes generan vibraciones de forma continua o periódica, y su distancia al edificio puede ser constante o variable. Las fuentes de vibración pueden estar dentro del edificio, como maquinaria en funcionamiento o ventilación, y también pueden ser fuentes fuera del edificio, como el paso de vehículos pesados, trenes o tranvías, o sitios de construcción. Las personas pueden ser receptores pasivos de vibraciones, lo que significa que no tienen influencia directa sobre la fuente de vibración. Si un edificio está expuesto a vibraciones, a través de la estructura también puede transmitirlas a las personas que se encuentran dentro del edificio. Las ondas mecánicas transmitidas a través de la estructura se convierten en ondas acústicas, que escuchamos en el interior o nos afectan directamente en forma de vibraciones.
¿Cómo evaluar las vibraciones en los edificios?
Para evaluar las vibraciones en los edificios, es necesaria la elección correcta de los criterios de evaluación, los indicadores apropiados y los estándares de medición de vibraciones. Las fuentes de vibración, como la operación de maquinaria o vehículos en carreteras, pueden afectar a las personas en los edificios y deben evaluarse utilizando valores de vibración efectivos en bandas de 1/3 de octava, RMS o VDV: valor de dosis de vibración.
¿Cuáles son los métodos de medición de vibraciones en edificios?
Dos métodos de medición de vibraciones en edificios son la evaluación en 1/3 de octava y la evaluación basada en valores ponderados (RMS o VDV). La diferencia clave entre los dos enfoques es el nivel de detalle: el análisis de 1/3 de octava brinda información detallada sobre la vibración a diferentes frecuencias, mientras que el RMS y el VDV brindan una sola medida general del nivel o dosis de vibración. El método de medición de vibraciones apropiado a utilizar depende de la aplicación específica y el estándar de medición.
¿Qué es Vibration Comfort?
El confort de vibración es el nivel de vibración que permite a las personas dentro de un edificio llevar a cabo sus actividades específicas de manera cómoda y eficaz, sin experimentar los efectos adversos de vibraciones excesivas o perturbadoras. Estos umbrales de vibraciones aceptables aseguran que la calidad de vida, la productividad y el bienestar general de los ocupantes no se vean comprometidos.
Se utilizan varios indicadores para evaluar el confort vibratorio en los edificios, incluidos los siguientes:
- RMS (Root Mean Square): esta es una medida estadística que cuantifica la magnitud del movimiento vibratorio. RMS proporciona una medida del contenido de energía de la vibración, útil para determinar los niveles generales de vibración.
- VDV (Valor de dosis de vibración): El VDV es un indicador que representa tanto la amplitud como la duración de la vibración, y es más sensible a las vibraciones de corta duración y gran amplitud que la medida RMS. VDV representa la exposición acumulada durante un cierto período y se utiliza para estimar la probabilidad de comentarios adversos de las personas expuestas a la vibración.
- Análisis de frecuencia (bandas de 1/3 de octava): Desglosar la vibración total en diferentes bandas de frecuencia puede brindar información más detallada sobre las características de vibración. Ciertas frecuencias pueden ser más perturbadoras o dañinas para la salud humana que otras.
- Valor máximo de vibración transitoria (MTVV): se utiliza para evaluar vibraciones intermitentes a corto plazo, que también pueden causar molestias o daños.
- Factor de cresta: esta es la relación entre el valor máximo y el valor RMS. Un factor de cresta alto podría indicar una vibración con picos pronunciados, lo que podría causar incomodidad o daño incluso si el valor RMS es relativamente bajo.
- Frecuencia Dominante: Esta es la frecuencia en la cual ocurre el nivel más alto de vibración. Algunas frecuencias pueden ser más perturbadoras o dañinas que otras, por lo que conocer la frecuencia dominante puede ser útil.
¿Qué es un valor de dosis de vibración (VDV)?
El valor de dosis de vibración (VDV) es un parámetro para evaluar la probabilidad de que las personas presenten quejas sobre vibraciones molestas en edificios. Esencialmente, es una medida que predice la probabilidad de que los ocupantes del edificio encuentren las vibraciones molestas o perturbadoras. VDV es una medida utilizada para cuantificar la exposición humana a las vibraciones, considerando la amplitud de la vibración y su duración. Representa la exposición acumulada durante un período determinado y es especialmente útil para situaciones en las que los niveles de vibración fluctúan significativamente. El VDV es más sensible a las vibraciones de alto nivel y corta duración, que suelen ser las más molestas o perturbadoras para las personas, lo que lo convierte en un parámetro clave para evaluar el confort y la seguridad de las personas en entornos con vibraciones, como edificios expuestos al tráfico o actividad industrial.
¿Cómo evaluar las Vibraciones en los Edificios en base a VDV?
La evaluación de vibraciones en edificios basada en el valor de dosis de vibración (VDV) implica varios pasos:
- Medición: los niveles de vibración se miden o predicen durante un período específico, generalmente 16 horas durante el día y 8 horas durante la noche en lugares de interés relevantes dentro del edificio. Estas medidas deben ponderarse adecuadamente para reflejar con precisión la respuesta humana a las vibraciones.
- Cálculo de VDV: el valor de dosis de vibración se deriva de los niveles de vibración medidos o previstos. VDV considera no solo la amplitud de la vibración sino también su duración, representando así la exposición acumulada durante el período dado.
- Evaluación frente a estándares: el VDV calculado se compara luego con los umbrales definidos en los estándares relevantes, como ISO 2631-2, BS 6472-1 o estándares específicos del país. Estos estándares definen rangos de VDV para diferentes tipos de habitaciones (como edificios residenciales, hospitales, oficinas y talleres) y horas del día.
Según la BS 6472-1, para edificios residenciales durante una jornada de 16 horas, los rangos de VDV son:
- Baja probabilidad de comentarios adversos: 0,2 a 0,4 m·s^1,75
- Posible comentario adverso: 0,4 a 0,8 m·s^1,75
- Comentario adverso probable: 0,8 a 1,6 m·s^1,75
Para edificios residenciales durante una noche de 8 horas, los rangos de VDV son:
- Baja probabilidad de comentarios adversos: 0,1 a 0,2 m·s^1,75
- Posible comentario adverso: 0,2 a 0,4 m·s^1,75
- Comentario adverso probable: 0,4 a 0,8 m·s^1,75
Para oficinas y talleres durante una jornada de 16 horas, los rangos de VDV deben multiplicarse por factores de 2 y 4 respectivamente.
- Interpretación y Acción: Dependiendo de la comparación con los umbrales, se pueden recomendar acciones para reducir los niveles de vibración si es necesario. Esto podría incluir modificar la fuente de vibración, cambiar la estructura del edificio para amortiguar las vibraciones o alterar el uso del edificio.
¿Cómo medir la vibración en la frecuencia de construcción?
Para medir la Vibración en la Frecuencia de Construcción se utiliza el análisis de RMS en bandas de ⅓ de octava. Al medir en bandas de tercio de octava, es posible analizar exactamente para qué frecuencias se superan los valores e identificar las fuentes de vibración.
¿Qué instrumentación se utiliza para las mediciones de vibraciones en edificios?
La instrumentación utilizada para las mediciones de vibraciones en edificios está definida por estándares apropiados como ISO 8041-1 o DIN 45669-1. En la práctica, la instrumentación para la medición de vibraciones en edificios debe cumplir con los siguientes requisitos:
- Sensibilidad de los transductores: La sensibilidad de los transductores (sensores) utilizados para medir la vibración debe ser de al menos 1 V/ms-2. Esta es una medida de cuánta señal de salida eléctrica se produce para una cantidad determinada de entrada de vibración.
- Resolución de la Medida: La resolución esperada de tal medida es un mínimo de 10-4 ms-2 del valor efectivo de la señal. Este es el cambio más pequeño en el nivel de vibración que el sistema de medición puede detectar.
- Rango de frecuencia del registrador: el registrador debe capturar vibraciones de 0,5 Hz en adelante. Este es el rango de frecuencias que el sistema puede medir con precisión.
- Conexión y orientación del sensor: el sensor debe conectarse a un disco de medición y debe registrar vibraciones en tres direcciones. Esto es para capturar todo el movimiento posible del edificio, que podría ocurrir en cualquier dirección.
- Disco de medición: se espera que el disco tenga un diámetro de unos 30 cm y un peso de 30 kg. Debe tener tres puntos de apoyo. El peso y los soportes aseguran un buen acoplamiento entre el sensor y la estructura, lo cual es necesario para mediciones precisas.
¿Qué es un informe de vibraciones en edificios?
Un informe de vibraciones en edificios es un documento completo que detalla los procedimientos, los resultados y el análisis de las mediciones de vibraciones en un edificio. Esto es lo que normalmente incluye:
- Objetivo de las mediciones: el informe debe indicar claramente por qué se tomaron las mediciones. Esto podría ser para monitoreo de rutina, en respuesta a quejas, para la evaluación de nueva maquinaria, etc.
- Metodología y cumplimiento de las normas: el informe debe indicar los métodos utilizados para realizar las mediciones y confirmar que estos métodos cumplen con las normas pertinentes, como ISO 2631, BS 6472 o DIN 4150.
- Fuentes de Vibración: Descripción de las fuentes de vibración, tales como maquinaria, tráfico, actividad de construcción, etc., que estuvieron presentes durante las mediciones.
- Equipo utilizado: información detallada sobre el equipo utilizado para realizar las mediciones, incluido el tipo de sensores, los sistemas de adquisición de datos y el software utilizado para el análisis.
- Puntos de Medición: Información sobre dónde se tomaron las medidas. Los puntos de medición utilizados durante las mediciones deben ser claramente identificables, a menudo utilizando diagramas o fotografías para ayudar a esta identificación.
- Resultados: un resumen de los resultados de la medición, generalmente presentados en forma tabular, a menudo junto con presentaciones gráficas de los datos. Estos podrían incluir historias de tiempo, espectros de frecuencia y análisis estadísticos de los niveles de vibración.
- Análisis: Una interpretación y análisis de los resultados, explicando lo que significan en el contexto del objetivo de las mediciones, y sacando conclusiones sobre el impacto de las vibraciones en el edificio y sus ocupantes.
- Recomendaciones: Si es necesario, recomendaciones de acciones para reducir las vibraciones o para investigaciones adicionales.
Cada informe debe prepararse de manera que sea claro y fácilmente comprensible para la audiencia prevista, que puede abarcar desde administradores y ocupantes de edificios hasta ingenieros y autoridades reguladoras.
