Como medir vibraciones en edificios
Cómo medir la vibración del motor
Las vibraciones ambientales provocadas por el viento, el tráfico y las actividades humanas se traducen en bajos niveles de movimiento de los edificios. Como resultado, los datos recogidos de vibraciones ambientales se han utilizado para extraer características dinámicas de una amplia gama de estructuras de ingeniería civil. Entre ellas, se han realizado algunas pruebas de caracterización dinámica en estructuras de edificios de madera, pero sólo unas pocas se han centrado en estructuras de madera en masa que utilizan diferentes tipos de productos de madera de ingeniería para los sistemas de resistencia de carga gravitatoria y/o lateral (Worth et al., 2012; Reynolds et al., 2015, 2016). Dado que existe un interés creciente en el diseño y la construcción de estructuras de madera en masa para edificios de varias plantas, es importante proporcionar datos dinámicos obtenidos a partir de proyectos construidos reales.
Las características dinámicas de los edificios han llevado a los investigadores y profesionales del diseño a adquirir conocimientos sobre el comportamiento de las estructuras bajo excitaciones ambientales, ofreciendo orientación sobre el comportamiento de servicio y conocimientos sobre el comportamiento estructural de las estructuras bajo fuertes vientos y cargas sísmicas. Las prestaciones de servicio son de especial relevancia para los edificios de madera maciza en comparación con los edificios convencionales de hormigón y acero, debido a la falta de datos disponibles. Los datos dinámicos para este tipo de edificios son necesarios para comprender la influencia de la masa total, la rigidez y la distribución de la masa en los parámetros modales de la estructura (frecuencias, amortiguación y formas modales), especialmente. La disponibilidad de estos datos puede contribuir al diseño eficaz de los edificios de madera maciza frente a las vibraciones inducidas por el ambiente y el viento, y al consiguiente confort y seguridad de los ocupantes.
¿Cómo se miden las vibraciones?
Las vibraciones se suelen medir con un sensor piezoeléctrico cerámico o un acelerómetro. La mayoría de los acelerómetros se basan en el uso del efecto piezoeléctrico, que se produce cuando se genera una tensión a través de determinados tipos de cristales al someterlos a tensión.
¿Qué herramienta se utiliza para medir las vibraciones?
Los vibrómetros pueden utilizarse para medir las vibraciones en cualquier parte de una máquina, pero las recomendaciones de las normas pertinentes indican sobre todo los lugares más sensibles, como los alojamientos de los rodamientos, porque allí el nivel de vibraciones y las amplitudes de las fuerzas que surgen suelen ser los más elevados.
¿Cuáles son los 3 parámetros importantes utilizados para medir las vibraciones?
Existen tres parámetros principales que se miden para evaluar las características de vibración de cualquier sistema dinámico: aceleración, desplazamiento y velocidad.
Comentarios
Las directrices para los niveles aceptables de exposición humana a las vibraciones en los edificios se proporcionan en la norma australiana AS 2670.2[1]. Las directrices se dan en términos de niveles de vibración satisfactorios relacionados con el nivel mínimo de comentarios adversos por parte de los ocupantes del edificio. La norma AS2670.2 establece los límites de vibración tanto continua como intermitente para evitar comentarios adversos en edificios residenciales.
Más recientemente, el Departamento de Medio Ambiente y Conservación de Nueva Gales del Sur (NSW DECC) ha adoptado un enfoque basado en la dosis, utilizando el valor de dosis de vibración (VDV) como se documenta en su directriz de evaluación de vibraciones[2] y BS6472[3].
Los criterios de vibración que se han establecido teniendo en cuenta la BS 6472 se reconocen como la norma preferida para evaluar los "criterios de confort humano" para los tipos de edificios residenciales. La norma define los límites de vibración en términos de velocidad máxima de partículas (PPV) (mm/s). Estos valores son límites que pueden causar pérdida de amenidad al ocupante. La norma BS 6472 también reconoce que los niveles de vibración más elevados son tolerables para proyectos de construcción a corto plazo, ya que una restricción indebida de los niveles de vibración puede prolongar considerablemente los trabajos de construcción y provocar mayores molestias.
Cómo medir las vibraciones humanas
La medición de las vibraciones puede realizarse con diversos equipos de análisis y monitorización de vibraciones. He trabajado (y sigo trabajando) como ingeniero construyendo mis propios sistemas de medición de vibraciones y realizando mis propias pruebas y análisis de vibraciones. Sé de primera mano cuántas plataformas de adquisición de datos y productos diferentes existen y a menudo me resultaba abrumador averiguar qué sistema de medición de vibraciones funciona mejor para una aplicación determinada.
En esta entrada hablaré brevemente de varias opciones de medición de vibraciones y proporcionaré enlaces a estos productos. Si sabe que necesita un sistema inalámbrico, consulte un artículo similar sobre sistemas de monitorización inalámbricos. Y si usted está interesado en las opciones de software, echa un vistazo a nuestro post similar sobre 8 diferentes softwares de análisis de vibraciones disponibles para usted. Al final de este blog he resumido algunas especificaciones clave en una tabla comparativa para ayudarle a determinar la que mejor se adapte a sus necesidades.
SensorTag de Texas Instrument es un gran producto que muestra el sistema Bluetooth de baja energía de TI, así como 10 sensores diferentes. Su precio es increíblemente bajo, menos de 30 dólares (¿se preguntará si TI pierde dinero con esto?). A través de Bluetooth, conectas el dispositivo a tu teléfono y puedes ver en tiempo real las mediciones de los diez sensores, incluido un acelerómetro triaxial. Yo no lo llamaría un sensor de vibraciones porque sólo toma muestras de hasta 10 Hz (muestras por segundo), pero sin duda es un gran producto para muchas aplicaciones. También hay muchas herramientas de desarrollo para que puedas incorporar varios sensores y chips a tu sistema final.
