090630 ineco justo_cp_ausc-ensayos-ferrocarriles_ausigeti

DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 1

JUSTO CARRETERO PÉREZ

INGENIERO DE CAMINOS JEFE DE DIVISIÓN DE

INSTRUMENTACIÓN Y ENSAYOS

DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS

Y ESPECIALIDADES.

DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS

Madrid JUNIO 2009

Auscultación y sistemas de Gestión Técnica de Infraestructuras

1 ª Jornada Técnica sobre:


1. INTRODUCCIÓN. 2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN. 3. ACTIVIDADES DESARROLLADAS. 4. MAGNITUDES A MEDIR 5. EJEMPLOS DE AUSCULTACIÓN EN FERROCARRILES. - VÍA (GENERALES, RUIDO Y VIBRACIONES) - MATERIAL RODANTE - EFECTOS DINÁMICOS EN TÚNELES

2

ÍNDICE


SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURO DEL FERROCARRIL:

- EN LOS ÚLTIMOS 15 0 20 AÑOS EL DESARROLLO DEL

FERROCARRIL HA SIDO IMPARABLE, EL MAYOR DE SU HISTORIA, Y

TANTO EN EL PRESENTE COMO EN EL FUTURO LO SEGUIRÁ

SIENDO.

- LA NECESIDAD DE IMPLANTAR UN SERVICIO DE CERCANIAS EN

LAS GRANDES CIUDADES COMO LA ALTA VELOCIDAD ENTRE

ELLAS ESTÁ SUPONIENDO UNO DE LOS MAYORES RETOS Y EL

MOTOR DE SU DESARROLLO.

3

1. INTRODUCCIÓN


1. INTRODUCCIÓN (CONTINUACIÓN)



- QUIZÁS POR PRIMERA VEZ, LOS FACTORES DE SEGURIDAD ESTÁN AL

MISMO NIVEL DE IMPORTANCIA QUE LOS DE CONFORT, CUMPLIMIENTOS

DE HORARIOS, Y MINIMIZACIÓN DE AFECCIONES MEDIOAMBIENTALES.

LA PREOCUPACIÓN ES GLOBAL.

- PRÁCTICAMANENTE TODAS LA ADMINISTRACIONES SE ESTÁN VIENDO

IMPLICADAS EN ESTE DESARROLLO: ESTATATAL, AUTONÓMICAS, Y

AYUNTAMIENTOS (METRO Y TRANVIAS). TODO EL FERROCARRIL: ANCHO

IBÉRICO, UIC, Y MÉTRICO. TODO HA EVOLUCIONADO.

- QUIZÁS NUNCA, LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS HABÍAN HECHO CRECER

TANTO LA AUSCULTACIÓN Y ENSAYOS FERROVIARIOS



UNA VISIÓN GLOBAL DE LA AUSCULTACIÓN FERROVIARIA: - ABARCA LA MAYORIA DE LOS CAMPOS * ESTRUCTURAS: VIADUCTOS * TÚNELES * MATERIAL RODANTE * ELECTRIFICACIÓN: CATENARIA Y SUBESTACIONES * MEDIOAMBIENTAL: RUIDO Y VIBRACIONES * VÍA: INTERACCIÓN CON EL RESTO ELEMENTOS PROPIOS (CARRIL, TRAVIESAS, DESVÍOS …)


Exploración de los sonidos producidos por los órganos …. de …. con la ayuda de los instrumentos adecuados.

8

2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN.

- OBSERVAR Y MEDIR MAGNITUDES FÍSICAS

- UTILIZAR DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS ADECUADOS - REGISTRO POR CAMPAÑAS (ENSAYOS) O

CONTINUADO (MONITORIZACIÓN) EN EL TIEMPO.

- VISUALIZACIÓN, SEGUIMIENTO, … ANÁLISIS. - PROTOCOLOS DE ACTUACIÓN

“AUSCULTACIÓN” según DRAE:

“AUSCULTACIÓN” EN INGENIERÍA CIVIL:


2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN (CONTINUACIÓN)

“DATOS A TENER EN CUENTA EN LA AUSCULTACIÓN”:

- DÓNDE Y QUÉ MEDIR ?? - DURACIÓN, FRECUENCIA (CONTINUA/CAMPAÑAS) ?? - ESTÁTICA O DINÁMICA - QUÉ GUARDAR (VOLUMEN DATOS) ?? - CÓMO VER LOS RESULTADOS (T. Real) ??

“DECISIONES A TOMAR - EL COMO- “:

- TIPO DE SENSOR Y CONEXIONADO, TIPO DE REGISTRO Y SOFTWARE DE CONTROL, TOPOLOGÍA DE RED LOCAL Y SITEMA DE COMUNICACIONES, ETC...


2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN (CONTINUACIÓN)

“PUNTOS FUNDAMENTALES”:

- HABLAR CON EL INTERLOCUTOR ADECUADO (“EL QUE SABE / EL TEÓRICO ”.)

- REDACCIÓN DEL PROYECTO DE AUSCULTACIÓN (ESQUEMA, LOC., MAGN., EST/DIN, FREC, SENSORES, ....)

- QUÉ HACER CON LAS MEDIDAS Y SUS LÍMITES: ===> PROTOCOLOS - DIFERENCIAR CLARAMENTE ENTRE EL QUE

INSTRUMENTA Y EL QUE ANALIZA. SE COMPLEMENTAN.


3. ACTIVIDADES DESARROLLADAS.

AUSCULTACIÓN GENERAL

Estudio Preliminar Inspección

inicial Proyecto de

AUSCULTACIÓN

Instrumentación Calibración y pruebas de

funcionamiento

ANÁLISIS DE DATOS

REGISTRO Y TRANSMISIÓN

DE DATOS

EMISIÓN DE INFORMES

BASE DE DATOS Y PRESENTACIÓN WEB

RESULTADOS

Y CONCLUSIONES

PROTOCOLOS ACTUACIÓN


2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN


4. MAGNITUDES A MEDIR

DEPENDEN DE LA APLICACIÓN, PERO SON LAS CLÁSICAS:

DESPLAZAMIENTOS/ASIENTOS RELATIVOS Y ABSOLUTOS: MEDIDOS

POR LVDTs, POTENTENCIÓMETROS, TRANSDUCTORES DE HILO,

EXTENSÓMETROS DE VARILLAS..

ACELERACIONES (EN LOS TRES EJES).

TENSIONES Y DEFORMACIONES RELATIVAS: EXTENSÓMETROS DE

BARRAS, GALGAS.

PRESIONES: CÉLULAS DE CARGA (INTERFASES, BAJO CARRIL,

CABLES,…)

LA VELOCIDADES DE VIENTO (RÁFAGAS). 2/3D.

MEDIDAS DE TEMPERATURA EN INTERIOR Y SUPERFICIE DE LOS

DISTINTOS ELEMENTOS. (Humedad)


5. EJEMPLOS DE AUSCULTACIÓN

- VIA. ENSAYOS DINÁMICOS EN TRAVIESAS Y CARRILES


5. EJEMPLOS…. VIA

MEDIDAS ESTÁTICAS CON CONTROL DE ESFUERZOS Y DESPLAZAMIENTOS.


MEDIDAS DINÁMICAS PARA ESTUDIO DE COMPORTAMIENTO CAMBIOS DE VÍA.

5. EJEMPLOS…. VIA


5. EJEMPLOS…. VIA. METRO DE MADRID. ACELERACIONES Y TENSIONES EN LOSAS

A

B C

D E

F

G

H

MILITAR 8 MACHO VISTA FRONTAL

A

H

F

G

C B

D

E

1

2

3

4

5

MALLA +EXC -EXC -SIGNAL +SIGNAL

NC NC NC

La malla no se conectará ala barra de medida.

Sin conector, conexión barra:

Par 1, P1. Excitación. C (2 - Exc +), cable P11 E (3 – Exc -), cable P12

Nomenclatura: P1, par 1. P11, par 1 cable 1. P12, par 1 cable 2. P2, par 2. P21, par 2 cable 1. P22, par 2 cable 2.

P1 P2

P11 P12

Par 2, P2. Signal. A (5 - Sig +), cable P21 G (3 – Sig -), cable P22

P21

P22

MALLA B (1 - MALLA).

Los números 1 al 5 son aplicables cuando lleva un conector (que no es el caso).

R N,A V B


MONITORIZACIÓN DESPLAZAMIENTOS, TENSIONES Y TEMPERATURAS EN LA VÍA EN METRO DE BILBAO.

5. EJEMPLOS…. VIA

ARMARIO 1

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

16/10/03 0:00 18/10/03 0:00 20/10/03 0:00 22/10/03 0:00 24/10/03 0:00 26/10/03 0:00 28/10/03 0:00 30/10/03 0:00

Tiempo (h)

ºC

Tª Carril Tª Caja 11 Tª Amb Tª Caja 12


5. EJEMPLOS…. VIA MONITORIZACIÓN … ESQUEMAS METRO DE BILBAO.

1

2

3

4

TRA

NSD

UC

TOR

D

E H

ILO

Malla

-

+

INTERIOR A OR A LA VÍA

G2G1

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

29/1

0/03

0:0

030

/10/

03 0

:00

31/1

0/03

0:0

001

/11/

03 0

:00

02/1

1/03

0:0

003

/11/

03 0

:00

04/1

1/03

0:0

005

/11/

03 0

:00

06/1

1/03

0:0

007

/11/

03 0

:00

08/1

1/03

0:0

009

/11/

03 0

:00

10/1

1/03

0:0

011

/11/

03 0

:00

12/1

1/03

0:0

013

/11/

03 0

:00

14/1

1/03

0:0

015

/11/

03 0

:00

16/1

1/03

0:0

017

/11/

03 0

:00

18/1

1/03

0:0

019

/11/

03 0

:00

20/1

1/03

0:0

021

/11/

03 0

:00

22/1

1/03

0:0

023

/11/

03 0

:00

24/1

1/03

0:0

025

/11/

03 0

:00

26/1

1/03

0:0

027

/11/

03 0

:00

28/1

1/03

0:0

029

/11/

03 0

:00

30/1

1/03

0:0

001

/12/

03 0

:00

02/1

2/03

0:0

003

/12/

03 0

:00

04/1

2/03

0:0

005

/12/

03 0

:00

06/1

2/03

0:0

007

/12/

03 0

:00

08/1

2/03

0:0

009

/12/

03 0

:00

10/1

2/03

0:0

011

/12/

03 0

:00

12/1

2/03

0:0

0

Día y hora

ºC

Tª Amb Tª carril

LUTXANA


Proyecto NOEMIE, Ruido Corredor Mediterráneo

5. EJEMPLOS…. VIA - RUIDO


Proyecto NOEMIE. Martillo de impactos



Proyecto NOEMIE. Alta velocidad. Ruido trenes al paso.



NOEMIE Alta velocidad. Medidas estáticas tren estacionado.



NOEMIE AV. Martillo (atenuación vibraciones en carriles)

5. EJEMPLOS…. VIA - VIBRACIONES


5. EJEMPLOS…. VIA - VIBRACIONES NOEMIE AV. Martillo (atenuación vibraciones en carriles) Control TIEMPO REAL


5. EJEMPLOS…. VIA - VIBRACIONES NOEMIE AV. Martillo (atenuación vibraciones en carriles) RESULTADOS

0,10

1,00

10,00

10 100 1000 10000

T.D. Horiz. Límite



El alcance de los resultados registrados se limita a la obtención de los niveles equivalentes diurnos y nocturnos para cada una de las mediciones.

Ensayos de caracterización de la curva de Móstoles. Medidas en interior y exterior de viviendas.


Caracterización de la vía en placa en el corredor mediterráneo

5. EJEMPLOS…. VIA – RUIDO.


Caracterización vía en placa corredor mediterráneo. RESULTADOS


SISTEMA Leq SEL Lmáx L95 L50 L5 Leq SEL Lmáx L95 L50 L5EDILON 101.4 107.4 108.9 91.6 99.6 106.0 95.4 101.4 98.2 90.6 95.1 97.7

RHEDA DYWIDAG 98.7 104.4 105.5 92.5 96.3 103.0 94.8 100.6 98.9 90.6 93.3 98.4RHEDA 2000 102.1 107.9 110.2 94.8 100.1 106.8 95.9 101.7 100.1 90.8 94.7 103.5

STEDEF 100.0 105.8 106.5 93.9 97.9 104.1 94.1 99.9 98.3 89.8 92.5 97.7BALASTO 96.0 101.9 106.7 86.4 92.4 100.9 90.3 96.3 95.3 84.4 88.6 94.2GETRAC 96.7 102.9 104.7 90.4 94.6 101.4 91.9 98.1 95.9 88.7 90.6 95.5

ATD 95.9 102.4 103.5 88.0 93.7 101.0 91.2 97.7 95.6 86.4 89.9 94.8

MICROFONO A 3,5 METROSCOMPARACIÓN DE NIVELES PARA TREN EUROMED

MICROFONO A 7,5 METROS

SISTEMA EDILON - MICRÓFONO A 3,5 METROS

60.0

70.0

80.0

90.0

100.0

110.0

20 31.5 50 80 12

520

031

550

080

012

5020

0031

5050

0080

0012

500

Frecuencia (Hz)

dB

Media_Talgo Media_Euromed Media_Arco


5. EJEMPLOS…. VIA – VIBRACIONES. Caracterización vía en placa corredor mediterráneo


Caracterización vía en placa corr. Med. RESULTADOS.

5. EJEMPLOS…. VIA – VIBRACIONES.

Traviesa_víaI Traviesa_víaII Plataforma_víaI Plataforma_víaII20 0.0001475 0.0001605 0.0000130 0.000003025 0.0000990 0.0001153 0.0000265 0.0000078

31.5 0.0000518 0.0001085 0.0000680 0.000020840 0.0001735 0.0001610 0.0001395 0.000035050 0.0004353 0.0001560 0.0001983 0.000100563 0.0005120 0.0001540 0.0003665 0.000128880 0.0005420 0.0002473 0.0007185 0.0001128100 0.0009838 0.0002543 0.0016968 0.0001588125 0.0012238 0.0001860 0.0028340 0.0003545160 0.0028948 0.0003128 0.0070045 0.0005358200 0.0029288 0.0003378 0.0066455 0.0004358250 0.0012215 0.0002428 0.0016653 0.0001188

SISTEMA EDILON - HILO EXTERNO VÍA IACELERÓMETRO PLATAFORMA VIA II (Martillo HE-Via 2)

0.000010

0.000100

0.001000

0.010000

0.100000

20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250

Hz

m/s

2 /N

Edilon RhedaDyw idag Rheda2000 Stedef Balasto Getrac ATD

ACELERÓMETRO PLATAFORMA VIA II (Martillo HI-Via 2)

0.000001

0.000010

0.000100

0.001000

0.010000

0.100000

20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250

Hz

m/s

2 /N

Edilon RhedaDyw idag Rheda2000 Stedef Balasto Getrac ATD

SISTEMA EDILON - HILO EXTERNO VÍA I

0.000001

0.000010

0.000100

0.001000

0.010000

0.100000

20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250

Hzm

/s2 /N

Traviesa_víaI Traviesa_víaII Plataforma_víaI Plataforma_víaII


5. EJEMPLOS…. VIA – ANALISIS VIBRATORIO LAV JATIVA-VALENCIA


5. EJEMPLOS…. VIA – ANALISIS VIBRATORIO

y = 0.0030x -1.1020 0.000

0.000

0.001

0.010

0.100

1.000

1 10 100 Distancia

Velocidad (m/sg2)

RMS RMS+ RMS- Potencial (RMS) Potencial (RMS+ ) Potencial (RMS-)

y = 0.0059x-1.6951

0.000001

0.000010

0.000100

0.001000

0.010000

1 10 100

Distancia

Vel

ocid

ad (

m/s

g2)

RMS

RMS+

RMS-

Potencial (RMS)

Potencial (RMS+ )

Potencial (RMS-)

LAV JATIVA-VALENCIA. RESULTADOS. LEYES ATENUACIÓN, PREDICCIÓN DE

NIVELES, SOLUCIONES.


5. EJEMPLOS…. LOCOMOTORAS - RUIDO Ensayos de ruido en locomotoras. Registro continuo y discriminación eventos (frenado, aceleración, bocina, etc..)

Ch. 1 Leq 200ms A dBR 19/07/05 18h57m07s000 63.9 R 19/07/05 19h27m06s800

60

62

64

66

68

70

72

74

76

78

80

19h00 19h05 19h10 19h15 19h20 19h25

Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Bocina dBR 19/07/05 21h13m15 86.8 E 20/07/05 00h03m56Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Decelerando dBR 19/07/05 21h13m15 77.8 E 20/07/05 00h03m56Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Acelerando dBR 19/07/05 21h13m15 79.2 E 20/07/05 00h03m56Ch. 1 Leq 1s A Fuente :No codificado dBR 19/07/05 21h13m15 82.3 E 20/07/05 00h03m56

Bocina Decelerando Acelerando No codificado

SATSeñal

60

65

70

75

80

85

90

95

100

21h30 22h00 22h30 23h00 23h30 00h00

Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Acelerando dBR 19/07/05 21h54m09 80.3 R 19/07/05 21h56m26

Acelerando

SATSeñal

70

72

74

76

78

80

82

84

86

88

90

54m10 54m20 54m30 54m40 54m50 55m00 55m10 55m20 55m30 55m40 55m50 56m00 56m10 56m20

Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Bocina dBR 19/07/05 21h20m43 90.2 R 19/07/05 21h20m58

Bocina

SATSeñal

70

75

80

85

90

95

100

20m44 20m46 20m48 20m50 20m52 20m54 20m56 20m58


Ensayos de ruido en locomotoras. Resultados de los niveles de exposición

durante las jornadas laborales

5. EJEMPLOS…. LOCOMOTORAS - RUIDO

Microfono 1 Microfono 2

8 0 82.1 81.87 1 81.5 81.26 2 80.9 80.65 3 80.1 79.84 4 79.1 78.8

LOCOMOTORA 269-308-3 CABINA 2

L eq,d (dBA)HORAS DEDICADAS AL

DESCANSO

HORAS DEDICADAS A LA

CONDUCCIÓN


5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE Niveles sonoros y vibratorios por impacto de máquinas en toperas de la estación AVE de MADRID-ATOCHA.


5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE Medidas de velocidad de viento y presión sonora en alta velocidad. Evaluación del Efecto ESTELA en línea AVE de MADRID-LÉRIDA.


5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE ESTABILIDAD de Uds Cercanías, locomotoras, y vagones. Ficha UIC 518


CONTROL DE SEGURIDAD EN TIEMPO REAL.

5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE

CONTROL DE DESCARRILAMIENTO VARIANDO PARÁMETROS DE SISTEMA DE AMORTIGUAMIENTO.

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