PROGNOSIS VIBRO-ACÚSTICA DE NIVELES EMITIDOS POR NUEVOS TRAZADOS DE FERROCARRIL. CANAL NAVEGABLE PORT BADALONA

Las prognosis se dividen en dos grandes grupos: atendiendo a los motivos de su realización:

– «Desconocimiento» del comportamiento de un edificio que existirá en el futuro y que estará bajo la influencia de una línea férrea (aérea o subterránea).

-«Desconocimiento» del comportamiento de una nueva línea férrea que existirá en el futuro y su influencia en el entorno actual (o también futuro)..

Este segundo grupo es el que presenta mayor grado de dificultad. «Encontrar» referencias válidas de partida que permitan realizar previsiones con márgenes de incertidumbre aceptables, requiere del ajuste de modelos de base experimental que no siempre son fáciles de obtener a partir del soporte de las medidas de campo. Así nos encontramos casos que ilustran la citada «dificultad» como el reciente del estudio vibro-acústico de la variante del actual trazado motivo de la Ampliació del Port de Badalona (MASTERPLAN) o estudios básicos realizados de ampliaciones de trazados existentes (TRAM), e incluso casos de nuevas implementaciones de líneas aún por definir específicamente (tren Islas Canarias).

Futuro canal navegable. Construcción de variantes ferroviarias. (viaducto definitivo de acceso de embarcaciones al canal con paso superior de trenes rodalíes RENFE R1)

VOLTES MUSEU CIENCIA TERRASSA

Contando con la colaboración y compañía de antíguos miembros ligados al MNACTEC y al mundo de la rehabilitación (Sr. Domènec Ferrán, Sr. Pere Puigdomènec, Sr. Alberto Soler, Srs/Sres. Empar, Ramón, Albert, Teresa, Berta, etc) que nos facilitan habitualmente acceso y conocimientos de los recintos arquitectónicos más emblemáticos del entorno egarense (grup EGARA CULTURAL), y aprovechando una de las líneas de investigación de la UPC Girona (Dr. Ingeniero Miquel Llorens) hemos accedido a una paseo para caracterizar dinámicamente las bóvedas de cubierta de la «catedral» de los edificios industriales modernistas

Simplemente destacar la existencia de un «ADN», caracterizable mediante análisis modal, en el que para diferentes morfologías de bóvedas obtenemos diferentes espectogramas, que pueden ayudarnos a evaluar rigideces, prevenir posibles daños, y amplificaciones por vibraciones inducidas, aunque ello sea más complejo que en el caso de forjados planos.

Las bóvedas continúan y continuarán estando presentes en nuestras vidas, y varios estudios se han realizado sobre estructuras de este tipo (Hospital Sant Pau, Sagrada Familia, Palau Mercader, Palacio Aljafería, Cripta Güell, Nau Punto Blanco, etc)

VIBRACIONES INDUCIDAS POR MUESTRAS NO HOMOGENEAS DE TRENES.

Continuamos con estudios de predicción de niveles de vibraciones inducidas en edificios por el transporte ferroviario en zonas próximas a la estación de Sants ( tráfico del orden de 400 circulaciones diarias). En la zona de Riera Blanca, el corredor de Hospitalet incluye trenes de RENFE, TMB L1 ( con cocheras incluidas) que circulab por un paso elevado y cubierto por estructura vidriada (estudiada también por AMJ14 hace ya unos años), además del paso subterraneo de vías de ancho internacional para trenes de alta velocidad (AVE).

Lo mismo ocurre en la zonas próxima a estación de Sagrera dónde se ubicará el CEM SAGRERA en Camp del Ferro, con varias líneas ferroviarias de RENFE y TMB aéreas y subrerraneas a su alrededor.

En estos casos la adquisición de datos «in situ» y el tratamiento estadístico de los mismos (según protocolos de RENFE), es fundamental para disponer de «inputs» válidos para la modelización y posterior evaluación de distintas posibilidades de aislamiento vibroacústico caso de ser necesario.

En menor medida, también las múltiples construcciones realizadas en la zona de la antigua fábrica Cobega, con gran variedad de edificios «ecológicos» (utilización de madera) dada la coexistencia de L2 y L4 con sus trazados provisionales han sido analizados del mismo modo.

VIBRACIONES EN COMPACTACIONES

Los vibro-compactadores son una de las fuentes de vibraciones con mayor potencial para inducir niveles elevados de vibración en su entorno.

Los parámetros distancia al foco emisor, peso del rodillo, frecuencia de excitación, amplitud de golpe., velocidad de traslación y espesor de la tongada son determinantes en los resultados obtenidos.

Actualmente se realizan trabajos para CNES. ROGASA, CONTRATAS VILOR, TPF GETINSA (CNES HERCAL-D.F. CTP), COTCA (CNES T. GRACIA-D.F. MASTERPLAN), etc, en obras de urbanización de calles (Les Guardioles Molins de Rei), reparación de carreteras (BV-300, Lleida) y relleno de taludes (Eixample Sud Prat de Llobregat y Talud RENFE Colorantes en zona estación La Sagrera.)

En el link interesante artículo sobre la compactación, en la que la sintonización de frecuencias de excitación con las naturales del terreno es determinante en la gestión de la amplificación energética transmitida y la efectividad y rendimiento de la manobra

https://www.linkedin.com/pulse/20141008021155-220937-compactaci%C3%B3n-frecuencia-natural-del-suelo/?originalSubdomain=es

PRUEBAS DE CARGA DINÁMICAS. PARKING EN ATOCHA (MADRID)

En las diagnosis de patologías en forjados siempre es importante evaluar los estados de servicio de deformación estática/diferida y también los de vibración, En colaboración con DRACE GEOCISA se realizado una evaluación experimental de dichos estados en los forjados del parking de un edificio de gran superficie del barrio de Atocha en Madrid.

Las pruebas de carga dinámicas periten obtener datos sobre la rigidez estática, su nivel de carga y las condiciones de empotramiento para poder acotar las sobrecargas de uso admisibles que se realiza a partir de la medición de frecuencias propias de vibración de los forjados,

La existencia de juntas de dilatación (cuyas razones de existencia son «termohigrométicas») y/o resaltes, además de la deformabilidad máxima asociada normanlemte a centros de vanos, hace imprescindible como es habitual el valorar su impacto dinámico local y la transmisibilidad al resto de elementos del edificio de niveles y frecuencias de vibración.

Se han realizado excitaciones inducidas a través de personas y vehículos ligeros simulando distintas situaciones de paso modificando los parámetros de las mismas (velocidades, frecuencias, simultaneidad , movimientos singulares, uso de obstáculos RILEM, etc)

COLABORACIÓN CON UNIVERSIDADES

Para AMJ14 siempre ha sido muy importante tanto la colaboración docente, como la colaboración con distintos departamentos de las universidades en temas de I+D con objeto de aplicar las técnicas de diagnosis más avanzadas e innovadoras en nuestros retos profesionales. Departamentos de Ingeniería de la Universidad Politécnica de Catalunya, del Institut Químic de Sarrià i de la Universidad Rovira i Virgili intervienen regularmente en nuestros estudios y en el desarrollo de herramientas de diagnosis.

VIBRATIONS INDUCED IN BUILDINGS BY MACHINES (R&D)

Aunque los inductores de excitaciones habituales de los estudios vibro-acústicos suelen ser en los útimos tiempos ferrocarriles (estudio proyecto Nous Jutjats Martorell), automóviles (estudio juntas parking S. Cugat) y la diversidad de la maquinaria usada en la construcción (control hinca pilotes Residencia Cristòfol de Moura, auscultación demolición edifcio C/ Mallorca), no debemos olvidar a la diversidad de tipologías de excitaciones más singulares que merecen nuestra atención.

Los parkings automatizados, los elevadores en general, las turbinas de centrales eléctricas o las centrales de impulsión hidráulicas son también objeto de estudios pormenorizados, en los que acotar límites estructurales de vibración adecuadamente es fundamental y ello sólo puede hacerse en base a la bibliografía existente de referencia y a la experiencia acumulada de base experimental. Disminuir niveles vibroacústicos no es tarea fácil en absoluto a pesar de la aparición de nuevas tecnologías y de materiales que pueden mejorar el comportamiento dinámico del conjunto.

Es en los proyectos singulares es donde el trabajo de I+D se suele intensificar, como en el caso de diseños de desacoplamiento mediante elastómeros pretensados (robot parking) o utilización de técnicas de análisis modal mediante tratamiento de imágenes (estructura cubierta turbinas presa)

EMISIONES DIÓXIDO DE CARBONO VEHÍCULOS OFF-ROAD

Habitualmente debemos trabajar con criterios medioambientales ligados a la «contaminación» vibroacústica. donde se manejan conceptos como «nivel de emisión», «tiempo de exposición» o «rebasamientos».

Clubs, asociaciones, prensa especializada, proyectistas ambientales, fabricantes y usuarios de vehículos off-road se preocupan por este tema de máxima actualidad e importancia en estos momentos.

Usuarios de vehículos eléctricos, probadores de distintos prototipos y defensores de la evolución de una nueva generación de vehículos, técnicamente debemos poner de manifiesto el hecho de que las administraciones han desarrollado procedimientos de evaluación de emisiones experimentales conjuntamente con los fabricantes y asesores técnicos, además de fórmulas y algoritmos de cálculo teóricos para evaluar «niveles potenciales de emisiones», creando restricciones zonales e impuestos específicos, pero con un problema fundamental en el planteamiento general de esta cuestión.

El tiempo o el kilometraje de un vehículo es el factor con mayor peso específico de una ecuación de evaluación de emisiones que es básicamente una multiplicación de dos factores: emisiones CO2 por litro de combustible x litros de combustible consumido. Es decir que los litros de combustible consumidos/persona/año ( tal vez con los coeficientes de referencia usados en este estudio «afinados» con medidas realizables en inspecciones técnicas) son el mejor indicador de emisiones.

Medidas reales realizadas por AMJ14, contrastadas con datos de fabricantes y datos estimativos de tiempos de utilización de cada tipo de vehículo, demuestran que el vehículo de motor de combustión que menos contamina es normalmente el que menos tiempo se utiliza, por encima de su «potencial contaminador». (por ser motorores de gasolina el estudio se cebtra en el COx, no ha lugar hablar del NOx).

Es por ello,, que resulta que un vehículo de uso deportivo y pensado para la competición (excluyendo vehículos sin uso habitual o «parados») como la moto de motocross, se sitúa por delante en la clasificación de vehículos poco contaminantes en la categoría de vehículos con motor de combustión , dado que su uso deportivo habitual es «intenso» pero «breve». Lógicamente vehículos de emisiones bajas y uso normal (p.e. tipo quads de pequeña cilindrada) también obtienen buenos resultados.

Por último, para tener una visión global faltaría introducir en la ecuación el número de vehículos destinados al off-road realmente, número que es tan pequeño que ni suele aparecer explícitamente en las estadísticas de ventas publicadas habitualmente (aproximadamente sólo un 4% de ventas de motos se considera de campo).

El vehículo offroad, además de ser usado normalmente lejos de ciudades tiene un uso muy minoritario (más aún si nos centramos en el uso deportivo, y si pensamos que suele ser un «segundo vehículo»), uso limitado y restringido muchas veces sólo a áreas determinadas (ya nadie va a estudiar o a trabajar con las herederas de las COTAS o las ENDUROS como en los 70s) y regulado especialmente por la legislación, por lo que su aportación a la suma de emisiones es muy baja dentro del conjunto. No obstante, constituye un reto de mejora continua en el tema de emisiones para los fabricantes de vehículos, en una etapa de transición y de coexistencia hasta una mayor «electrificación» del parque, que no puede ser inmediata.

Test consumo circuito cross: KTM 450 SX F gasolina 60 CV: tiempo ensayo 1 h. consumo 2,42 l/h emisiones 5,29 grCO2. KTM FREERIDE E-XC 18 CV batería eléctrica 3.9 kWh : autonomía 51 min emisiones 0 grCO2 «in situ» ( 3 grCO2 aprox. según origen de la electricidad, fabricación reciclaje baterías ,etc)

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ESTUDIO COMPORTAMIENTO DINÁMICO ANTIGUA FÁBRICA MERCEDES

Estudio de una estructura industrial antigua, en la que conviven forjados de distintas tipologías ( unidireccionales cerámicos, de viguetas de hormigón y principalmente metálicos con hormigón colaborante).

Para su adaptación a sede de un centro docente (Universidad Diseño Ingeniería) ha sido clave la distribución de espacios, partiendo de la base que las zonas docentes son más exigentes con los límites normativos vibracionales que las zonas administrativas y de usos diferentes al docente.

El paso cercano de infraestructuras ferroviarias (L9/L10), las vibraciones inducidas por personas en tránsito y la maquinaria a instalar son los principales focos vibratorios de interés, en el «reciclaje» de una estructura que forma parte de la cultura industrial de la ciudad de Barcelona y puede llegar a ser aún válida para su nuevo uso.

VIBRACIONES MANO-BRAZO Y CUERPO ENTERO

Normalmente este tipo de estudios se realizan mediante la ayuda de empresas de Prevención de Riesgos Laborales y existen equipos de medida específicamente diseñados para ello (SVANTEK, PCE) y permiten evaluar la mayoría de los casos.

No obstante existen casos complejos que deben ser analizados con una óptica distinta o complementaria a la habitual (por ejemplo, un vehículo off-road con manillar, pilotado en modo deportivo (en este caso modo competición, tramo de terreno poco bacheado, con curvas muy pronunciadas, sin saltos), como el que muestra la gráfica inicial con picos de aceleraciones laterales por encima de 8 g ,»rompe» todos los límites aconsejables quedando acotado su uso a menos de 15 min (vibraciones cuerpo entero aeq= 1,37 m/s2>1,15 m/s2, según las tablas de PRL), incompatible con pruebas que impliquen «resistencia».

Si incorporamos saltos al trazado (motocicleta en circuito MX) podemos obtener picos verticales adicionales que pueden elevar aún más el valor de comparación aeq= 1,8 m/s2

Test PM Vallgorguina 2022.(J.Terzán- A Rins)

En resumen, las condiciones no estandarizadas ( picos elevados de aceleración asociados a maquinaria «especial») pueden requerir estudios y una evaluación de medidas correctoras (aislamiento-suspensión) de un nivel superior fuera de los estándares.

Analizar una jornada en el parque de Port aventura con atracciones con picos superiores a 5 g ( Dragon Khan y Shambhala) y dada la variedad de actividades posibles a realizar resultaría también dificultoso.( datos Alba Terzán 02-10-21 Dragon Khan. ATL-X16)

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