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Expertos en Ruido y Vibraciones www.svantek.com

MEJORAS TÉCNICAS DISPONIBLES

EN LA GESTIÓN ACÚSTICA Y VIBRACIONES

Control de Vibraciones y sus medidas

correctoras

Ignacio González

Svantek España, S.L.

[email protected]


El control de vibraciones es una materia de gran

importancia especialmente cuando se producen

en áreas con presencia de viviendas.

A diferencia del ruido aéreo, las vibraciones se

transmiten por las estructuras de las

construcciones, alcanzando una mayor velocidad

de transmisión dependiendo de su naturaleza.


El control de las vibraciones ha de ser tenido

en cuenta tanto en los efectos producidos

sobre las personas, como en los producidos

en los materiales a ellas expuestos.


En la ejecución de medidas orientadas a

evitar la transmisión de vibraciones, es

fundamental poder llevarlas a cabo con

anterioridad a la ubicación de las

instalaciones ruidosas, pues la ejecución

de medidas correctoras, una vez puesta en

funcionamiento la actividad, conlleva una

mayor complejidad debido a la imprevisión de

estas medidas en el origen, y por tanto,

debido a la falta de espacio y de otras

necesidades.


Vibración es el movimiento oscilante que

realiza una partícula alrededor de un punto fijo

Esto ocurre si la vibración incidente se da en

ciertas frecuencias que son características de la

estructura receptora (frecuencia de resonancia)

¿Qué son las vibraciones?


MOVIMIENTO ONDULATORIO


Tenemos un muelle en su posición de equilibrio (XO). Si

tiramos de él y lo separamos de su posición de equilibrio

una distancia Xm, al soltarlo, el muelle volverá a la posición

de equilibrio y la rebasará una distancia Xm igual a la

distancia hasta la que fue alargado al principio.

Si no hay rozamiento, este movimiento, llamado oscilatorio,

se repetirá indefinidamente.

MOVIMIENTO ONDULATORIO


El período de un péndulo depende únicamente de la longitud del hilo del que

pende la masa.

RESONANCIA

Experimento: en una cuerda tensa colguemos tres péndulos, dos de igual longitud y

uno más largo. El período de los dos primeros es el mismo, pero distinto del

tercero. Coloquemos al más largo entre los cortos. A continuación, separemos de

su posición de equilibrio uno de los péndulos cortos.


Al cabo de unos instantes, comprobaremos que el otro péndulo corto se empieza

a mover y en pocos segundos lo hace con tanta intensidad como el primero, de

manera que no podríamos distinguir cuál de los dos ha empezado a oscilar. Por

el contrario, el péndulo largo no se ve afectado por la oscilación de los otros y

permanece quieto .

RESONANCIA


Los péndulos de igual longitud tienen períodos de oscilación iguales. El primero

provoca la oscilación del segundo transmitiéndole energía a través del hilo que

los une. El tercer péndulo asiste al fenómeno del "paso" de energía de un

péndulo al otro, pero no puede participar en él porque su período de oscilación es

distinto.

A este tipo fenómenos se le llama de resonancia y ocurre con mucha frecuencia

en la naturaleza. Cuando una causa provoca una oscilación y cerca de ella se

encuentra un objeto con la misma frecuencia propia que la de la oscilación, éste

empieza a vibrar.

¿A qué se debe este fenómeno?


Veamos cómo al hacer vibrar un diapasón, éste transmite

la vibración a otro diapasón situado al lado por tener la

misma frecuencia de resonancia.

El diapasón

YouTube - diapason.flv


Ingeniería civil

Movimientos sísmicos

Importancia de la resonancia


Cada frecuencia de resonancia tiene asociado lo que se llama un modo

propio de vibración, es decir, una forma particular de moverse que

depende de las propiedades del objeto (geometría, masa, estado de

carga, condiciones de contorno, etc). Hay puntos donde la amplitud de la

vibración es máxima y otros puntos donde ésta se anula (nodos).

Modos propios de vibración

YouTube - Resonantie.flv


UNIDADES DE MEDIDA DE VIBRACIÓN

G’s

m/s2

1 G = 9,80665 m/s2

Decibelio dB

Una aceleración de 1m/s2 corresponde a 120 dB (con referencia 10-6 m/s2)

a (dB) = 20 log a (m/s2) / 10-6 (m/s2)


Valor total de la vibración

La vibración resultante de la combinación de las vibraciones de los 3

ejes

Donde:

awx, awy, awz son los valores de las aceleraciones de cada uno de los tres ejes

ortogonales x, y, z.

kx, ky, kz son las constantes de multiplicación cuyos valores dependen de la

aplicación de la medición


MTVV

Máximo valor de la vibración transitoria: El valor máximo de la

aceleración eficaz móvil cuando el tiempo de integración es igual a 1

segundo (Slow)

(Maximum Transient Vibration Value)


Factor Cresta

Parámetro correspondiente a un periodo de medición, se define como

el valor pico de vibración dividido por su valor de la aceleración eficaz

(r.m.s.), con ambos valores teniendo la misma ponderación en

frecuencia


Registro temporal de la señal


Registro espectral


Historia temporal + espectral


Curvas de Ponderación


¿Qué son filtros de

banda limitante?


Dispositivos que permite pasar ciertas frecuencias

y bloquea otras.

FILTRO DE PASO ALTO

FILTRO DE PASO BAJO


Curva de Ponderación con filtros de banda limitante

FILTRO

PASO ALTO

FILTRO

PASO BAJO


Ponderación en frecuencia Wm


El pasado

Método de evaluación basado en curvas K de

vibraciones

En algunas Ordenanzas Municipales método de

evaluación por percepción

Han estado siempre en un segundo plano respecto al

ruido


Curvas K


Curvas K

Curva base combinada para ejes indefinidos de

exposición humana a vibraciones: En los casos en que

una misma área del edificio sea ocupada por personas

en distintas posiciones, se puede aplicar una curva

combinada standard, usando el peor caso de las

condiciones de los ejes X, Y, Z. Esta se obtiene

usando la respuesta del eje Z de 8 a 80 Hz y la

respuesta de los ejes X-Y de 1 a 2 Hz. Para las

frecuencias entre 2 a 8 Hz se realiza una interpolación

entre las dos curvas.


Situación hasta la fecha

Reporte de molestias producidas por vibraciones

sin respuesta

¿Es práctico el método de evaluación basado en

las curvas K?


Presente y futuro

Ley de Ruido incluye las vibraciones en la

contaminación acústica

Real Decreto 1367:2007

Adaptación Normativas Autonómicas


Law (índice de vibración)

Law : (Índice de vibración): el índice de vibración

asociado a la molestia, o a los efectos nocivos,

producidos por vibraciones

Se aplicará para la evaluación de los niveles de

vibración máximos, durante el periodo temporal, en

el espacio interior de los edificios


Cumplimiento de los objetivos de calidad

acústica aplicables al espacio interior

VIBRACIONES ESTACIONARIAS

Ningún valor del índice supera los valores fijados

VIBRACIONES TRANSITORIAS

.

Los valores fijados podrán superarse para un número de eventos

determinado de conformidad con el procedimiento siguiente:

Periodo día 07:00-23:00 / Periodo noche 23:00-07:00

Periodo nocturno ningún exceso

No excesos superiores a 5 dB

Conjunto superaciones < 9. A estos efectos cada evento cuyo exceso

no supere los 3 dB será contabilizado como 1 y si los supera como 3


Objetivos de calidad acústica para vibraciones aplicables al

espacio interior habitable de edificaciones destinadas a vivienda,

usos residenciales, hospitalarios, educativos o culturales

Uso del edificioÍndice de vibración

Law

Vivienda o uso residencial 75

Hospitalario 72

Educativo o cultural 72



Artículo 30. Instrumentos de medida.

En la evaluación de las vibraciones por medición se

deberán emplear instrumentos de medida que cumplan

las exigencias establecidas en la norma UNE-EN ISO

8041:2006. «Respuesta humana a las vibraciones.

Instrumentos de medida».



ANEXO I

B. Índices de Vibración

El índice de vibración Law en decibelios se determina aplicando la fórmula

siguiente:

aw : el máximo del valor eficaz (RMS) de la señal de aceleración, con

ponderación de frecuencia Wm, en el tiempo t, aw(t), en m/s2

a0 : la aceleración de referencia (a0 : 10-6 m/s2)



La ponderación en frecuencia se realiza según la curva de atenuación

Wm definida en la norma ISO 2631-2:2003: Vibraciones mecánicas y

choque – evaluación de la exposición de las personas a las vibraciones

globales del cuerpo – Parte 2: Vibraciones en Edificios 1 – 80 Hz.

El valor eficaz aw(t) se obtiene mediante promediado exponencial con

constante de tiempo 1s (slow). Se considerará el valor máximo de la

medición aw. Este parámetro está definido en la norma ISO 2631-

1:1997 como MTVV (Maximum Transient Vibration Value), dentro del

método de evaluación denominado “running RMS”.


Métodos de evaluación para el índice de vibración

a) Con instrumentos con la ponderación frecuencial Wm

b) Método numérico para la obtención del indicador Law

c) Calculando la ponderación frecuencial Wm

1. Métodos de medición de vibraciones


Calculando la ponderación frecuencial Wm

1/3 RMS (Wm)

aw,i

aw,i

aw,i

aw,i

aw,i

aw,i

1/3 RMS aw,i

aw = max {aw,i }i

MTVVx Wm

Valores de aceleración

global ponderada Wm

Valores eficaces de

aceleración

Valores eficaces de

aceleración Wm

t

Máximo de las distintas aceleraciones

globales ponderadas, para los distintos

Instantes de la medición.


LEGISLACIÓN

ISO 8041:2005 / UNE-EN ISO 8041:2006

ISO 2631-2 (1997 y 2003)

REAL DECRETO 1367:2007

Decretos Autonómicos


Procedimientos de medición de vibraciones

a) Identificación focos, direcciones dominantes y características

temporales

b) Mediciones sobre el suelo en el lugar y momento de mayor molestia y

en la dirección dominante si existe y es claramente identificable. Si no

lo es, se medirá en tres direcciones ortogonales simultáneamente,

obteniendo el valor eficaz aw,i(t) en cada una de ellas y el índice de

evaluación como suma cuadrática, en el tiempo t, aplicando la

expresión:


Procedimientos de medición de vibraciones

c) Vibración generada por actividades: tipo estacionario y transitorio

d) Vibración generada por infraestructuras: tipo estacionario y transitorio

e) Episodios reiterativos

f) Vibración producida por un emisor acústico (corrección de la medida

por la vibración de fondo)

g) Verificación de la cadena de medición con un calibrador de vibraciones


¿Qué es necesario para el control de vibraciones

conforme con el Real Decreto1367 en materia de

vibraciones?


La Solución

Analizador de Vibraciones

Acelerómetro triaxial con sensibilidad para

vibraciones en edificios

Calibrador de Vibraciones a 16Hz

Expertos en Ruido y Vibraciones www.svantek.es

Parámetros de los equipos


Visualización de RMS en X, Y, Z


Visualización de MTVV en X, Y, Z


Verificación de no saturación en X, Y, Z


Visualización de Factor de Cresta en X, Y, Z


Análisis espectral 1/3 octava en 3 ejes


Control de

Vibraciones

Análisis 1/1 y 1/3 octava

Análisis FFT

Registro de señal en el dominio de tiempo

Integración en maleta monitorización

Análisis de ruido

…

Medidas de

inspección

Medidas de

análisis


Ejemplo


Gracias por vuestra atención.

[email protected]

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