ANÁLISIS DE VIBRACIONES PRODUCIDAS POR EL TRÁFICO EN BOGOTA D C

5/13/2018 ANÁLISIS DE VIBRACIONES PRODUCIDAS POR EL TRÁFICO EN BOGOTA D C - slidepdf.com

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ANÁLISIS DE VIBRACIONES PRODUCIDAS

POR EL TRÁFICO EN BOGOTA D.C.Hermes Vacca Gámez * 1, Jorge Alberto Rodríguez2, Daniel Ruiz Valencia 3

RESUMEN

Debido al desarrollo creciente de la Ciudad de Bogotá y a su incremento depoblación, se han construido en forma paralela diversos sistemas de transporte.Estos sistemas pueden generar un impacto negativo en la población tanto porproblemas de salud como por los daños que pueden inducir sobre edificacionesexistentes.

Las vibraciones causadas por el tráfico vehicular pueden generar daños en lasedificaciones cercanas y problemas o molestias a las personas. Estos efectospueden ser importantes en función del nivel de amplitud de las vibraciones, la cualdepende, entre otros aspectos, de las características particulares de los suelos de

soporte de la Ciudad.

*Dirección postal: Calle 40 No 5-50, Edificio José Gabriel Maldonado, Pontificia Universidad Javeriana,Bogotá, Colombia. Tel: (571) 3208320 Ext: 5399 / 5269. Fax: Tel: (571) 3208320 Ext: 5373.

1Ingeniero Civil, MSc. Profesor Instructor, Investigador de los grupos ESTRUCTURAS y CECATA Correo

electrónico: [email protected].

Civil engineer, MSc. Instructor Professor, Research engineer

of the groups ESTRUCTURAS

and CECATA

2Ingeniero Civil. MsC. y Phd. Profesor Asociado, Investigador de los grupos ESTRUCTURAS y CECATA.

Correo electrónico: [email protected].

Civil engineer, MSc and Phd. Associate

Professor, Research engineer

of the groups E STRUCTURAS

and CECATA

3Ingeniero Civil, MSc. Profesor Asociado, Investigador del grupo ESTRUCTURAS . Correo electrónico:

[email protected].

Civil engineer, MSc. Associate

Professor, Research engineer

of the group E STRUCTURAS

mailto:[email protected]













ANÁLISIS DE VIBRACIONES PRODUCIDAS POR EL TRÁFICO

EN BOGOTA D.C.

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En el caso de las edificaciones, la intensidad del daño está relacionada con la edadde la estructura, con el tipo de material, con el estado actual de los elementosestructurales y también con las cargas que han afectado la edificación en el pasado(por ejemplo los sismos), Las vibraciones debidas al paso de vehículos incrementan

el daño existente y puede inducir agrietamientos, asentamientos y en casosextremos pueden generarse fenómenos de resonancia en la edificación. Lasvibraciones por tráfico vehicular también pueden afectar equipos sensibles.

Teniendo en cuenta los planes para los sistemas integrados de transporte masivoque actualmente adelantan las entidades gubernamentales, se presenta este trabajoque busca disminuir la incertidumbre sobre el fenómeno de las vibraciones debidas atráfico vehicular y ferroviario en Bogotá. Por esto se realizó un registro de vibracionesen 6 sitios de Bogotá, donde se encuentren suelos característicos, identificados en elestudio de microzonificación sísmica. Los sitios también dependen de lascaracterísticas de los vehículos representativos como tren de la sabana, Transmilenio, transporte de carga y servicio público principalmente. Lo anterior dio paso aun análisis de la información obtenida presentando curvas de atenuación con ladistancia y los valores máximos encontrados, fueron comparados con los límitespermitidos en cuanto a la normatividad encontrada.




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TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN................................................................................................................................. 11

2 MARCO REFERENCIAL ....................................................................................................................... 13

2.1 INTRODUCCIÓN............................................................................................................................. 13 2.2 DEFINICIONES ........................................................................................................................... 13

2.2.1 Duración significativa de la señal.......................................................................................... 14 2.2.2 Amplitud máxima ................................................................................................................. 14 2.2.3 Frecuencia dominante de vibración ...................................................................................... 14 2.2.4 Velocidad máxima de partículas ........................................................................................... 15

2.3 PROPAGACIÓN DE ONDAS ................................................................................................................ 15 2.3.1 Ondas internas o de cuerpo .................................................................................................. 15

2.3.2 Ondas superficiales .............................................................................................................. 18 2.3.3 Factores que afectan la velocidad de propagación de las ondas ............ ............. ............ ....... 21

2.4 PRINCIPIO DE HUYGENS ........................................................................................................... 23 2.4.1 Trayectoria de rayo .............................................................................................................. 25

2.5 LEY DE SNELL ............................................................................................................................... 25 2.6 AFECTACIÓN POR CARGAS MOVILES .................................................................................................... 27

3 ESTADO DEL CONOCIMIENTO............................................................................................................ 29

3.1 ANÁLISIS DE REGISTROS DE IMPACTOS EN SUELOS BLANDOS DE BOGOTÁ ...................................................... 29 3.2 VIBRACIÓN EN CONSTRUCCIONES POR TRÁFICO INDUCIDO. ....................................................................... 31 3.3 GROUND-BORNE VIBRATION GENERATED BY VEHICLES CROSSING ROAD HUMPS AND SPEED CONTROL CUSHIONS .... 35 3.4 EFECTO DE LAS VIBRACIONES GENERADAS POR VOLADURAS EN MINAS SOBRE EDIFICACIONES RESIDENCIALES DE

MAPOSTERIA SIMPLE ENC

OLOMBIA................................................................................................................. 36

4 RECOPILACIÓN DE LOS PERFILES DE SUELO CORRESPONDIENTES A LOS PUNTOS DE MEDICIÓN ....... 38

4.1 PUNTO DE MEDICIÓN 1. CALLE 40 CON CARRERA 7ª .............................................................................. 38 4.2 PUNTO DE MEDICIÓN 2. CALLE 46 CON AVENIDA CARACAS ...................................................................... 41 4.3 PUNTO DE MEDICIÓN 3. AVENIDA SUBA CON CALLE 127 ......................................................................... 44 4.4 PUNTO DE MEDICIÓN 4. CALLE 136 CON AUTOPISTA NORTE. ................................................................... 46 4.5 PUNTO DE MEDICIÓN 5. CALLE 148 CON AUTOPISTA NORTE. ................................................................... 49 4.6 PUNTO DE MEDICIÓN 6. CALLE 153 CON AVENIDA NOVENA..................................................................... 51

5 CURVAS DE ATENUACIÓN DE LOS REGISTROS ................................................................................... 54

5.1 PUNTO DE MEDICIÓN 1. CALLE 40 CON CARRERA 7ª. ............................................................................. 59 5.1.1 Análisis de todo el registro – Posición vertical de los acelerómetros. ............. ............. ........... 59

5.1.2 Análisis de ruido base–

Posición vertical de los acelerómetros. ............. ............. ............ ....... 60 5.1.3 Análisis de señal representativa – Posición vertical de los acelerómetros......................... ...... 60 5.1.4 Análisis de todo el registro – Evaluando las tres componentes ..... ............. ............. ............. .. 63

5.2 PUNTO DE MEDICIÓN 2. CALLE 46 CON AVENIDA CARACAS .............................................................. 75 5.2.1 Posición vertical de los acelerómetros................................................................................... 76 5.2.2 Evaluación en las tres componentes – Posición vertical ......................................................... 78 5.2.3 Evaluación en las tres componentes – Posición longitudinal ............. ............. ............. ........... 79 5.2.4 Evaluación en las tres componentes – Posición transversal ................ .............. ............ ......... 81




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5.3 PUNTO DE MEDICIÓN 3. AVENIDA SUBA CON CALLE 127 ......................................................................... 83 5.3.1 Posición vertical de los acelerómetros................................................................................... 83 5.3.2 Evaluación en las tres componentes – Posición vertical ......................................................... 85 5.3.3 Evaluación en las tres componentes – Posición longitudinal ............. ............. ............. ........... 87 5.3.4 Evaluación en las tres componentes – Posición Transversal ............ ............. ............. ............. 89

5.4 PUNTO DE MEDICIÓN 4. CALLE 136 CON AUTOPISTA NORTE. ................................................................... 91 5.4.1 Posición vertical de los acelerómetros................................................................................... 91 5.4.2 Evaluación en las tres componentes – Posición vertical ......................................................... 93 5.4.3 Evaluación en las tres componentes – Posición longitudinal ............. ............. ............. ........... 95 5.4.4 Evaluación en las tres componentes – Posición Transversal ............ ............. ............. ............. 97

5.5 PUNTO DE MEDICIÓN 5. CALLE 148 CON AUTOPISTA NORTE. ................................................................... 99 5.5.1 Evaluación en las tres componentes – Posición vertical ....................................................... 100 5.5.2 Evaluación en las tres componentes – Posición longitudinal ............. ............. ............. ......... 101 5.5.3 Evaluación en las tres componentes – Posición Transversal ............ ............. ............. ........... 103

5.6 PUNTO DE MEDICIÓN 6. CALLE 153 CON AVENIDA NOVENA. .................................................................. 105 5.6.1 Evaluando dos componentes – Posición Vertical ................................................................. 106 5.6.2 Evaluando dos componentes – Posición Longitudinal ....................... ............. ............. ......... 108

6 ANÁLISIS DE RESULTADOS............................................................................................................... 110 6.1 COMPARACIÓN DE VALORES MÁXIMOS CON VELOCIDADES DE CORTE VS DEL SUELO....................................... 110 6.2 COMPARACIÓN CON LOS LÍMITES DE DAÑO EN ESTRUCTURAS ............................................................. 113

6.2.1 Punto de medición 1. Calle 40 con Carrera 7ª.................. ............. ............. ............. ............. 116 6.2.2 Punto de medición 2. CALLE 46 CON AVENIDA CARACAS ....................... ............ .............. .... 118 6.2.3 Punto de medición 3. Avenida suba con calle 127 ......... ............. ............ .............. ............. .. 119 6.2.4 Punto de medición 4. calle 136 con autopista norte ............... ............. ............ ............. ....... 121 6.2.5 Punto de medición 5. Calle 148 con autopista norte ............. ............. ............ ............. ......... 123 6.2.6 Punto de medición 6. Calle 153 con avenida novena ........... ............. ............. ............. ......... 124

7 COCLUSIONES ................................................................................................................................. 126

8 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................. 128




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LISTA DE FIGURAS

FIGURA NO. 2-1 ESQUEMA DE LA DISTRIBUCIÓN DE LA ACELERACIÓN DE UN REGISTRO . (FUENTE EL AUTOR) ............. ............. 14 FIGURA NO. 2-2 ONDAS P. (FERNÁNDEZ F., 2010) ............................................................................................... 16 FIGURA NO. 2-3 ONDAS S. (FERNÁNDEZ F., 2010) ............................................................................................... 17 FIGURA NO. 2-4 ONDAS L. (FERNÁNDEZ F., 2010) ............................................................................................... 19 FIGURA NO. 2-5 ONDAS L. (FERNÁNDEZ F., 2010) ............................................................................................... 19 FIGURA NO. 2-6 TRANSMISIÓN DE VELOCIDADES (LABORATORIO DE PROCESADO DE IMAGEN, 1997) ............ .............. ...... 20 FIGURA NO. 2-7 CURVAS DE VELOCIDAD EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN DE CONFINAMIENTO PC PARA DIFERENTES VALORES DE

PRESIÓN DE POROS PP. (GUILHERME & AL., 2009) ........................................................................................ 22 FIGURA NO. 2-8 CURVAS DE VELOCIDAD VP Y VS EN FUNCIÓN DE LA PRESIÓN DE CONFINAMIENTO PC PARA DIFERENTES

VALORES DE PRESIÓN DE POROS PP. (GUILHERME & AL., 2009)........................................................................ 23 FIGURA NO. 2-9 MODELO DE PRINCIPIO DE HUYGENS. (UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO, 2010) ............ ............. ............. .. 24 FIGURA NO. 2-10 MODELO DE PRINCIPIO DE SNELL. (UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO, 2010) ............. ............. ............ ..... 26 FIGURA NO. 2-11 INTERACCIÓN SUELO ESTRUCTURA DEL PROBLEMA. (S. FRANCOIS, 2007) ............ ............. ............ ....... 27 FIGURA NO. 3-1 PERFIL DE VS OBTENIDOS A PARTIR DE INTERPRETACIÓN DE ONDAS SUPERFICIALES Y DE ENSAYOS DE DOWN

HOLE UTILIZADO PARA EL MODELO NUMÉRICO (RODRIGUEZ & VELANDIA, 2008).................................................. 30 FIGURA NO. 3-2 SISMOGRAMAS SINTÉTICOS ESCALADOS (ONDAS DE CUERPO Y DE CORTE ATENUACIÓN 1/R2) TRAZAS CADA 20

M EN LAS ORDENADAS, BASE DE TIEMPO EN SEGUNDOS, ABSCISAS. (RODRIGUEZ & VELANDIA, 2008)........................ 31 FIGURA NO. 3-3 ESTRUCTURA MODELADA POR PISO. ............................................................................................. 33 FIGURA NO. 3-4 ESTRUCTURA MODELADA POR PISO. (HAOA, 2001) ......................................................................... 34 FIGURA NO. 3-5 VELOCIDAD PPV (ORDENADAS) CONTRA VELOCIDAD DEL VEHÍCULO KM/H (ABSCISAS). (WATTS & KRYLOV,

2000) ................................................................................................................................................. 35 FIGURA NO. 3-6 VELOCIDAD PPV (ORDENADAS) CONTRA VELOCIDAD DEL VEHÍCULO ARTICULADO KM/H (ABSCISAS). (WATTS &

KRYLOV, 2000) ..................................................................................................................................... 36 FIGURA NO. 3-7 ANÁLISIS DE VOLADURAS. (RUIZ, OTALORA, & RODRIGUEZ, 2007) ..................................................... 37 FIGURA NO. 4-1 UBICACIÓN PUNTO DE MEDICIÓN CALLE 40 CON CARRERA 7ª. ADAPTADO POR EL AUTOR........................ 39 FIGURA NO. 4-2 RESULTADOS DE ENSAYOS SPT Y PERFIL DE VS. (JEOPROBE, 2005) ..................................................... 40 FIGURA NO. 4-3 UBICACIÓN PUNTO DE MEDICIÓN CALLE 46 CON AV. CARACAS. ADAPTADO POR EL AUTOR...................... 41 FIGURA NO. 4-4 VS DEL ENSAYO DOWN HOLE EN EL SITIO EN ESTUDIO (LÍNEA CON ASTERISCOS), RANGOS DE VARIACIÓN DE VS

ADOPTADOS HASTA 65 M (LÍNEAS), VS ENSAYOS DE DOWN HOLE DE REFERENCIA SITIOS CERCANOS: BELLA SUIZA (LÍNEA

CON TRIANGULOS), PARQUE CENTRAL BAVARIA MZ3 (LÍNEAS CON CUADRADOS), MIRADOR BOSQUE DE PINOS (LÍNEA

CON ROMBOS), HOTEL MARRIOT (LÍNEA CON CIRCULOS). (JEOPROBE, 2008) ...................................................... 43 FIGURA NO. 4-5 UBICACIÓN PUNTO DE MEDICIÓN CALLE 127 CON AVDA SUBA. ADAPTADO POR EL AUTOR. ..................... 44 FIGURA NO. 4-6 PERFIL DE VS DEL ENSAYO DOWN HOLE EN EL SITIO EN ESTUDIO (LÍNEA CON ROMBOS), PERFILES DE VS EN LA

CALLE 127 CON CARRERA 16 (CÍRCULOS), CALLE 100 CON AUTOPISTA NORTE (CRUCES), DATOS DE VS DE LA

CORRELACIÓN. (JEOPROBE, 2007). ............................................................................................................ 46 FIGURA NO. 4-7 UBICACIÓN PUNTO DE MEDICIÓN CALLE 136 CON AUTOPISTA NORTE. ADAPTADO POR EL AUTOR. ............. 47




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FIGURA NO. 4-8 PERFIL DE VS DEL ENSAYO D.H EN EL SITIO EN ESTUDIO (LÍNEA CON CÍRCULOS), PERFILES DE VS EN LA AUTO

NORTE CON CALLE 100 (TRIANGULOS) Y 170 (ROMBOS), DATOS DE VS DE LA CORRELACIÓN (CUADRADOS), Y RANGOS DE

VARIACIÓN DE VS. (JEOPROBE, 2003) ........................................................................................................ 48 FIGURA NO. 4-9 UBICACIÓN PUNTO DE MEDICIÓN CALLE 148 CON AUTOPISTA NORTE. ADAPTADO POR EL AUTOR ............ .. 49 FIGURA NO. 4-10 PERFIL DE VS DEL ENSAYO DOWN HOLE EN EL SITIO EN ESTUDIO, PERFIL DE VS DEL ENSAYO DOWN HOLE EN

LA AUTO NORTE CON CALLE 100 (PUNTEROS TRIANGULARES), PERFIL DE VS DEL ENSAYO DOWN HOLE EN LA AUTONORTE CON CALLE 170 (PUNTEROS REDONDOS) Y RANGOS DE VARIACIÓN DE VS ADOPTADOS PARA LOS ANÁLISIS DE

RESPUESTA DINÁMICA 1D. (JEOPROBE, 2006).............................................................................................. 51 FIGURA NO. 4-11 UBICACIÓN PUNTO DE MEDICIÓN CALLE 153 CON AVENIDA NOVENA. ADAPTADO POR EL AUTOR ........... 52 FIGURA NO. 4-12 VS DEL ENSAYO DOWN HOLE DEL SITIO DE ESTUDIO, LOS VALORES DE VS ADOPTADOS HASTA 50 M, VS

CORRELACIÓN CON EL SPT (GEC-2005), VS DE ENSAYOS DOWN HOLE EN PROYECTOS CERCANOS: BELMIRA. (JEOPROBE, 2009) ................................................................................................................................................. 53

FIGURA NO. 5-1 MODELO DEL SOFTWARE DE INTERPRETACIÓN DE DATOS. REGISTRO CALLE 46 CON AV CARACAS. EL AUTOR 55 FIGURA NO. 5-2 CLASIFICACIÓN DE VEHÍCULOS. (CASTELLANOS & ROJAS, 2005) ......................................................... 56 FIGURA NO. 5-3 GRÁFICA DE VALORES MÁXIMOS. (FUENTE: EL AUTOR)..................................................................... 57 FIGURA NO. 5-4 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. (FUENTE: EL AUTOR). ................................................ 58 FIGURA NO. 5-5 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO BASE

(B1) Y SEÑAL REPRESENTATIVA (C1). AMAX PARA TODO EL REGISTRO (A2); AMAX PARA EL RUIDO BASE (B2) Y AMAX

SEÑAL REPRESENTATIVA (C2). (FUENTE: EL AUTOR). ...................................................................................... 62 FIGURA NO. 5-6 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C). (FUENTE: EL AUTOR). ........................................................................................ 63 FIGURA NO. 5-7 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO BASE


SEÑAL REPRESENTATIVA (C2). CORRESPONDIENTES A LOS ACELERÓMETROS 0 Y 1 QUE SE ENCUENTRAN EN POSICIÓN

VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR)................................................................................................................. 66 FIGURA NO. 5-8 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR)............................ 67 FIGURA NO. 5-9 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO BASE


SEÑAL REPRESENTATIVA (C2). CORRESPONDIENTES AL ACELERÓMETRO 2, QUE SE ENCUENTRAN EN POSICIÓN

LONGITUDINAL. (FUENTE: EL AUTOR). ........................................................................................................ 70 FIGURA NO. 5-10 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETRO 2 LONGITUDINAL. (FUENTE: EL AUTOR). ................................... 71 FIGURA NO. 5-11 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO

BASE (B1) Y SEÑAL REPRESENTATIVA (C1). AMAX PARA TODO EL REGISTRO (A2); AMAX PARA EL RUIDO BASE (B2) Y

AMAX SEÑAL REPRESENTATIVA (C2). CORRESPONDIENTES AL ACELERÓMETRO 3, QUE SE ENCUENTRAN EN POSICIÓN

TRANSVERSAL. (FUENTE: EL AUTOR)........................................................................................................... 74 FIGURA NO. 5-12 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETRO 3 TRANSVERSAL. (FUENTE: EL AUTOR)...................................... 75 FIGURA NO. 5-13 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO


AMAX SEÑAL REPRESENTATIVA (C2). (FUENTE: EL AUTOR). ............................................................................. 76 FIGURA NO. 5-14 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C). (FUENTE: EL AUTOR). ........................................................................................ 77 FIGURA NO. 5-15 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO


AMAX SEÑAL REPRESENTATIVA (C2). CORRESPONDIENTES A LOS ACELERÓMETROS 0 Y 1 QUE SE ENCUENTRAN EN

POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR).................................................................................................... 78 FIGURA NO. 5-16 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR)............................ 79




EN BOGOTA D.C.

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FIGURA NO. 5-17 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO















SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR)............................ 87 FIGURA NO. 5-25 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO





BASE (B1) Y SEÑAL REPRESENTATIVA (C1). AMAX PARA TODO EL REGISTRO (A2); AMAX PARA EL RUIDO BASE (B2) YAMAX SEÑAL REPRESENTATIVA (C2). CORRESPONDIENTES AL ACELERÓMETRO 3, QUE SE ENCUENTRAN EN POSICIÓN









SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR)............................ 95 FIGURA NO. 5-33 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO



LONGITUDINAL. (FUENTE: EL AUTOR). ........................................................................................................ 96




EN BOGOTA D.C.

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FIGURA NO. 5-34 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y








POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR).................................................................................................. 100 FIGURA NO. 5-38 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR).......................... 101 FIGURA NO. 5-39 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO



LONGITUDINAL. (FUENTE: EL AUTOR). ...................................................................................................... 102 FIGURA NO. 5-40 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETRO 2 LONGITUDINAL. (FUENTE: EL AUTOR). ................................. 103 FIGURA NO. 5-41 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO



TRANSVERSAL. (FUENTE: EL AUTOR)......................................................................................................... 104 FIGURA NO. 5-42 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETRO 3 TRANSVERSAL. (FUENTE: EL AUTOR).................................... 105 FIGURA NO. 5-43 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO



POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR).................................................................................................. 106

FIGURA NO. 5-44 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) YSEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (FUENTE: EL AUTOR).......................... 107

FIGURA NO. 5-45 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN. VPP PARA TODO EL REGISTRO (A1); VPP PARA EL RUIDO



LONGITUDINAL. (FUENTE: EL AUTOR). ...................................................................................................... 108 FIGURA NO. 5-46 ATENUACIÓN DE LA VELOCIDAD Y ACELERACIÓN NORMALIZADAS. TODO EL REGISTRO (A), RUIDO BASE (B) Y

SEÑAL REPRESENTATIVA (C), PARA ACELERÓMETRO 2 LONGITUDINAL. (FUENTE: EL AUTOR). ................................. 109 FIGURA NO. 6-1 COMPARACIÓN DE LA VELOCIDAD DE CORTE V S CON RESPECTO A LA FRECUENCIA CPM, POSICIÓN VERTICAL

(FUENTE: EL AUTOR). ........................................................................................................................... 111 FIGURA NO. 6-2 COMPARACIÓN DE LA VELOCIDAD DE CORTE V S CON RESPECTO A LA AMPLITUD DE DESPLAZAMIENTO, POSICIÓN

VERTICAL (FUENTE: EL AUTOR)................................................................................................................ 112 FIGURA NO. 6-3 COMPARACIÓN DE LA VELOCIDAD DE CORTE V S CON RESPECTO A LA FRECUENCIA CPM, TRES COMPONENTES

(FUENTE: EL AUTOR). ........................................................................................................................... 112 FIGURA NO. 6-4 COMPARACIÓN DE LA VELOCIDAD DE CORTE V S CON RESPECTO A LA AMPLITUD DE DESPLAZAMIENTO, TRES

COMPONENTES (FUENTE: EL AUTOR). ....................................................................................................... 113 FIGURA NO. 6-5 VALORES LÍMITE DE VELOCIDAD PARA DIFERENTES FRECUENCIAS PARA EVITAR DAÑO EN ESTRUCTURAS (U.S.

BUREAU OF MINES, USBM, EN USBM RI 8507) ...................................................................................... 115




EN BOGOTA D.C.

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FIGURA NO. 6-6 VALORES OBTENIDOS DE AMPLITUD DE DESPLAZAMIENTO Y FRECUENCIA COMPARADA CON LÍMITES

INTERNACIONALES. ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (NORMAS ISO 2631-77, ISO 6897 E ISO 2631, NORMA

DIN 4150,) ....................................................................................................................................... 116 FIGURA NO. 6-7 VALORES OBTENIDOS DE AMPLITUD DE DESPLAZAMIENTO Y FRECUENCIA COMPARADA CON LÍMITES

INTERNACIONALES. POSICIÓN DE LOS ACELERÓMETROS EN TRES DIRECCIONES. (NORMAS ISO 2631-77, ISO 6897 E ISO

2631, NORMA DIN 4150,) ................................................................................................................... 117 FIGURA NO. 6-8 VALORES OBTENIDOS DE AMPLITUD DE DESPLAZAMIENTO Y FRECUENCIA COMPARADA CON LÍMITES

INTERNACIONALES. POSICIÓN DE LOS ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL. (NORMAS ISO 2631-77, ISO 6897 E ISO














INTERNACIONALES. POSICIÓN DE LOS ACELERÓMETROS EN POSICIÓN VERTICAL Y LONGITUDINAL. (NORMAS ISO 2631-77,

ISO 6897 E ISO 2631, NORMA DIN 4150,) ............................................................................................. 125




EN BOGOTA D.C.

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LISTA DE TABLAS

TABLA NO. 2.1 VELOCIDADES VP DE PROPAGACIÓN. (SARRIA M., 2004), .................................................................... 17

TABLA NO. 3.1 CONDICIONES DEL SITIO DE MEDICIÓN Y TRÁFICO. (HAOA, 2001) ........................................................... 33 TABLA NO. 5.1 VELOCIDADES DE PROPAGACIÓN (ANEXO, CALLE 46 CON CARACAS; REGISTRO 18, NOMBRE DE LA HOJA DE

MICROSOFT EXCEL 18). (FUENTE: EL AUTOR) .............................................................................................. 55 TABLA NO. 5.2 VALORES DE ATENUACIÓN GEOMÉTRICA N. (BAHREKAZEMI, 2004) ....................................................... 57 TABLA NO. 5.3 FACTOR DE AMORTIGUAMIENTO DEL MATERIAL. (BAHREKAZEMI, 2004) ................................................ 57 TABLA NO. 5.4 DETERMINACIÓN DE LOS VALORES DE N Y Α SEGÚN ECUACIÓN DE ATENUACIÓN (FUENTE: EL AUTOR) ........... 57 TABLA NO. 5.5 DETERMINACIÓN DEL SEUDODESPLAZAMIENTO (FUENTE: EL AUTOR) .................................................... 58 TABLA NO. 5.6 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, TODO EL REGISTRO (FUENTE: EL AUTOR) .............. .. 59 TABLA NO. 5.7 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, RUIDO BASE (FUENTE: EL AUTOR) ......................... 60 TABLA NO. 5.8 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, SEÑAL REPRESENTATIVA (FUENTE: EL AUTOR).......... 61 TABLA NO. 5.9 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, TODO EL REGISTRO, ACELERÓMETROS VERTICALES (0 Y

1). (FUENTE: EL AUTOR). ....................................................................................................................... 64

TABLA

NO

. 5.10

C

UADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS,

RUIDO BASE,

ACELERÓMETROS VERTICALES(0

Y1).

(FUENTE: EL AUTOR). ............................................................................................................................. 64 TABLA NO. 5.11 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, SEÑAL REPRESENTATIVA, ACELERÓMETROS VERTICALES

(0 Y 1). (FUENTE: EL AUTOR). ................................................................................................................. 65 TABLA NO. 5.12 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, TODO EL REGISTRO, ACELERÓMETROS 2. (FUENTE: EL

AUTOR). .............................................................................................................................................. 68 TABLA NO. 5.13 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, RUIDO BASE, ACELERÓMETRO 2. (FUENTE: EL

AUTOR). ............................................................................................................................................. 68 TABLA NO. 5.14 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, SEÑAL REPRESENTATIVA, ACELERÓMETRO 2. (FUENTE:

EL AUTOR). ......................................................................................................................................... 69 TABLA NO. 5.15 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, TODO EL REGISTRO, ACELERÓMETROS 3. (FUENTE: EL

AUTOR). ............................................................................................................................................. 72 TABLA NO. 5.16 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, RUIDO BASE, ACELERÓMETRO 3. (FUENTE: EL

AUTOR). ............................................................................................................................................. 72 TABLA NO. 5.17 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, SEÑAL REPRESENTATIVA, ACELERÓMETRO 3. (FUENTE:

EL AUTOR). ......................................................................................................................................... 73 TABLA NO. 6.1 CUADRO RESUMEN DE VALORES MÁXIMOS OBTENIDOS, SEÑAL REPRESENTATIVA, ACELERÓMETRO 3. (FUENTE:

EL AUTOR). ........................................................................................................................................ 111 TABLA NO. 6.2 VALORES MÁXIMOS DE VELOCIDAD DE PARTÍCULA (MM/S) PARA EVITAR DAÑOS (NORMA DIN 4150,

STANDARD FOR GROUND VIBRATION CAUSED BY BLASTING). .......................................................................... 114 TABLA NO. 6.3 VALORES MÁXIMOS DE VELOCIDAD DE PARTÍCULA ESTABLECIDOS EN LA REFERENCIA. (INSTITUTO TECNOLÓGICO

GEOMINERO DE ESPAÑA) ....................................................................................................................... 115




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INTRODUCCIÓN

Debido al desarrollo creciente de la Ciudad de Bogotá y en particular en suincremento de población, se han construido en forma paralela diversos sistemasde transporte que buscan suplir necesidades de dichos habitantes. Estos sistemaspueden generar un impacto negativo en la población tanto en aspectos de salud

como daños que se pueden generar sobre edificaciones existentes.

Las vibraciones causadas por el tráfico vehicular pueden generar daños en lasedificaciones cercanas y problemas o molestias a las personas. Estos efectospueden ser importantes en función del nivel de amplitud de las vibraciones, la cualdepende, entre otros aspectos, de las características especiales de los suelos decimentación de la Ciudad. En particular para edificaciones sin discriminar el tipo, laintensidad del daño está relacionada con la edad de la estructura, con el tipo dematerial, con el estado actual de los elementos estructurales y también con lascargas que han afectado a la edificación en el pasado (por ejemplo los sismos).Las vibraciones debidas al paso de vehículos incrementan el daño existente y

puede inducir agrietamientos, asentamientos y en casos extremos pueden generarfenómenos de resonancia en la edificación. Las vibraciones por tráfico vehiculartambién pueden afectar diferentes tipos de equipos sensibles a este tipo devibraciones. Estas consecuencias inducidas por el tráfico vehicular pesado yférreo, como fenómeno representativo, se pueden enmarcar en dos ítems:

Daños a construcciones o estructuras pequeñas, edificios rígidos y de pocaaltura, cimentados sobre suelos blandos y cercanos a vías de tráficopesado.

Incomodidad que pueda causar al habitad del hombre, teniendo en cuentaque el hombre sólo tiene la posibilidad de asimilar una parte de las

vibraciones en su sentido auditivo, sensorial y visual. Destacando que estesentido sensorial está asociado a un evento de peligro.

Estudios realizados en la ciudad de Bogotá, (Sarria M, 2006), donde se encontró,que las estructuras cimentadas sobre suelos blandos pueden tener una afectaciónnegativa generado por vibraciones producidas por tráfico pesado, si estánubicadas a una distancia menor a 100 metros.




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De acuerdo con las políticas de gobierno en cabeza de la Alcaldía de Bogotá yGobernación de Cundinamarca, buscando optimizar los sistemas de transporte ysiguiendo los lineamentos del Plan de Ordenamiento Territorial de Bogotá D.C., sedefinió el Sistema de Movilidad y dentro de este el Subsistema de Transporte, que

se estructura en torno a los modos de transporte masivo Tren de Cercanías, Metroy transporte masivo Transmilenio, lo cual presenta un incremento en los vehículospesados que pretende incorporar el gobierno para la movilidad de la poblaciónrural y urbana. De esta forma se busca la ejecución de un plan maestro de sistemaintegrado de transporte el cual procura el beneficio de la comunidad. De loanterior no se conocen estudios detallados en cuanto a la caracterización de lafuente y del medio de transmisión de ondas generadas, por los sistemas detransporte existentes y que permitan estimar comportamientos debido alincremento poblacional de los mismos.

Según lo mencionado anteriormente y teniendo en cuenta los planes proyectadospor las entidades gubernamentales, frente al sistemas integrado de transportemasivo, se presenta este estudio que busca disminuir la incertidumbre sobrefenómeno de las vibraciones debidas a tráfico vehicular y ferroviario en Bogotá.Para ello, se estudiaron seis (6) sitios cercanos a corredores viales de la ciudad,realizando registro de vibraciones con acelerómetros. Dentro de este estudio sealternó la disposición y dirección de los sensores o acelerómetros empleados en lamedición; de acuerdo a la información obtenida, se realiza un análisis detallado delos datos obtenidos frente a la atenuación de los movimientos del terreno y lascaracterísticas de los mismos; por último se evalúan los valores obtenidos frente areferencias bibliográficas y normatividad Nacional e Internacional en cuanto aniveles de admisibilidad para estructuras civiles, presentando conclusionesproducto del análisis de resultados obtenido, y que ilustra un umbral de posible

daño estructural para diferentes tipos de estructuras y afectación a personas, entérminos de amplitud de desplazamiento, frecuencia, velocidad de la partícula yaceleración.

La información expuesta en este documento se encuentra estructurada de lasiguiente forma:

Selección de parámetros de entrada, haciendo referencia a recopilación deinformación existente, normatividad, entre otros.

Se definen los seis (6) sitios de medición, teniendo en cuentacaracterísticas típicas de suelo y de vehículos que transitan sobre las vías

aledañas al punto de medición. Se realizan mediciones con acelerómetros a diferentes distancias de la

fuente y posición del sensor frente a la misma. Análisis de resultados, elaborando curvas de atenuación de aceleración y

velocidad, a partir de la información medida en campo.

Finalmente se elaboran las conclusiones generadas a partir del análisis deresultados.




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MARCO REFERENCIAL

2.1 INTRODUCCIÓN

Las tecnologías de diseño, construcción de corredores viales urbanos einfraestructura ferroviaria, se han puesto a la tarea de involucrar en su respectivoanálisis los fenómenos vibro-acústicos. Sin embargo, tanto las líneas férreas comovehiculares generan al paso de trenes o vehículos pesados, respectivamente,ondas de vibración que se propagan a través del suelo que soporta la estructura ypueden afectar diferentes tipos de instalaciones e infraestructura civil. Estasvibraciones pueden provocar alteraciones en el bienestar de las personas y en elfuncionamiento de aparatos y equipos.

Los ejes viales de las grandes ciudades son empleados por un elevado número devehículos, algunos de los cuales son particularmente pesados. El tránsito devehículos genera ondas superficiales que se propagan hasta distanciasrelativamente cortas y en ocasiones sacuden las construcciones aledañas a la vía.El impacto producido por los vehículos depende de su peso y de la velocidad conque se desplazan. La carga de impacto genera ondas “R” de diferente frecuencia eigual amplitud, donde debe presentar un proceso dispersivo. La condición localconformada por el pavimento y el suelo confieren particularidades al impacto(Sarria M., 2004).

Para entrar a evaluar los posibles tipos de ondas que se puedan generar a causadel flujo vehicular, es importante hacer un repaso de la conceptualización geofísicaque contribuya a la interpretación de la información.

2.2 DEFINICIONES




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Cada registro de vibraciones, en particular con acelerómetros, está caracterizadofundamentalmente por la duración significativa de la señal, la amplitud máxima y lafrecuencia o rango de frecuencias dominantes.

2.2.1 Duración significativa de la señal

Se establece como el tiempo en segundos para el cual la señal comienza y dejade ser mayor a un umbral asociado con el ruido base o amplitud “normal” devibración antes de que se genere el evento registrado.

En la figura No 2-1 se identifica la distribución de la aceleración durante un registroen particular.

Figura No. 2-1 Esquema de la distribución de la aceleración de un registro. (Fuente El autor)

2.2.2 Amplitud máxima

Se define simplemente como la amplitud máxima de la señal dada, en lasunidades en que se tome el registro (sea de aceleración o de velocidad).

2.2.3 Frecuencia dominante de vibración

La frecuencia dominante de vibración de una señal aleatoria puede asociarse conel número de ciclos por segundo asociado con los pulsos de mayor amplitud de laseñal. Depende principalmente de dos factores: de la distancia y de lascaracterísticas del medio transmisor. La importancia de la frecuencia dominante devibración se basa en el hecho que una misma estructura responde en formadiferente cuando es excitada por vibraciones con diferentes frecuencias




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dominantes pero idénticas en todos los demás aspectos, ya que puedeeventualmente presentarse una amplificación asociada con el fenómeno deresonancia (coincidencia de la frecuencia de excitación con la frecuencia naturalde vibración). Para poder establecer las frecuencias dominantes de movimiento

se deben utilizar técnicas matemáticas como los espectros de Fourier.

2.2.4 Velocidad máxima de partículas

El parámetro que mejor correlación ha mostrado con el nivel de daño producido enedificaciones es la velocidad máxima de partículas, (Sarria M, 2006). Existenequipos que dan registros de velocidad directamente, aunque si se dispone deregistros de aceleración se puede establecer la velocidad máxima de un registroutilizando las siguientes relaciones aproximadas.

a

v y =2f Ecuación No. 2.1

Donde:

v = amplitud máxima de la velocidad de partícula

a = amplitud máxima de aceleración

= frecuencia de vibración dominante en rad/s

f = frecuencia de vibración dominante en Hz.

2.3 PROPAGACIÓN DE ONDAS

Al producirse una vibración en el terreno, se generan ondas de diferentescaracterísticas que se propagan en todas direcciones. Esta generación oliberación de esfuerzos en los medios elásticos inducen propagación de ondas deesfuerzo de diferente tipo. Se propagan ondas internas o de cuerpo y ondas desuperficie.

2.3.1 Ondas internas o de cuerpo

De acuerdo con (Sarria M, 2004), las ondas internas o de cuerpo se propagan porel interior de los cuerpos. Este tren de ondas tiende a seguir caminos curvosdebido a la densidad y composición variada de la tierra, este efecto es similar al dela refracción de ondas de luz. Las ondas internas se dividen en compresionalesllamadas Ondas P y de cortante llamadas ondas S.




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2.3.1.1 Ondas Primarias P

Las ondas P son ondas longitudinales o de compresión, lo cual significa que elsuelo es alternadamente comprimido y dilatado en la dirección de la propagación.Estas ondas generalmente viajan a una velocidad aproximada de 1.73 veces delas ondas S, y pueden viajar a través de cualquier tipo de material. Lasvelocidades típicas son 330m/s en el aire, 1450m/s en el agua y cerca de 5000m/sen el granito. Véase figura No. 2-2.

Figura No. 2-2 Ondas P. (Fernández F., 2010)

Las ondas compresionales involucran fenómenos de compresión y dilatación comocondición necesaria para su propagación. Las velocidades de ondas P, Vp siempre son superiores a la velocidad de las ondas S, Vs . Por este motivo, a unaestación sismológica las ondas P siempre llegan antes que las ondas S o que

cualquier otra. Los tiempos correspondientes a las primeras llegadas sedenominan fases de las ondas. Las ondas P casi siempre son débiles en términosrelativos a las ondas S; esto quiere decir que las S, de mayor amplitud, tienenmayor capacidad de destrucción sobre las construcciones que las ondas P . Poreste motivo el sismo que siente un observador se inicia con sacudimientos suavesque luego aumentan en intensidad. El periodo de las ondas P, Tp esaproximadamente la mitad que las ondas S , propiedad que le ayuda al analista delsismograma a identificar los tiempos de llegada. (Sarria M., 2008)

A manera ilustrativa se presenta en la tabla No. 2.1, según (Sarria M., 2004),donde se presentan velocidades típicas de propagación de ondas compresionales

P para varios tipos de material.




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Tabla No. 2.1 Velocidades Vp de propagación. (Sarria M., 2004),

2.3.1.2 Ondas secundarias o de corte S

Las ondas S son ondas transversales o de corte, lo cual significa que el suelo esdesplazado perpendicularmente a la dirección de propagación, alternadamentehacia un lado y hacia el otro. Las ondas S pueden viajar únicamente a través desólidos debido a que los líquidos no pueden soportar esfuerzos de corte.Usualmente la onda S suelen ser portadoras de mayor energía por tener mayoramplitud en algunos casos de perturbaciones naturales como cuando ocurre unsismo. Véase figura No. 2-3.

Figura No. 2-3 Ondas S. (Fernández F., 2010)

Como índice comparativo, el periodo dominante de las ondas S , Ts , esaproximadamente el doble de las ondas P en la misma región del espacio. Comoen el caos de las ondas P , a medida que las ondas S se alejan de la fuente que

MATERIAL CP (m/s)

Depósitos superficiales no consolidados y blandos 200-400

Arcillas y limos no consolidados; gravas y arenas no saturadas 400-1500Arenas, gravas saturadas, arcillas, limos compactos, rocas meteorizadas 1500-2000

Sedimentos semiconsolidados saturados, rocas ígneas y metamórficas alteradas 2000-2500

Pizarras alteradas , rocas metamórficas cizalladas , ígneas y calizas 2500-3700

Concreto 3500

Hielo 3200

Agua 1470

Aire 340




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las originó hay una tendencia a que los períodos dominantes se alarguen un poco,no porque cambie el período de las ondas, sino porque las altas frecuencias seatenúan muy rápidamente por la acción de la disipación mecánica. Las ondas S sepueden polarizar en planos con cualquier inclinación (Sarria M., 2008)

Dadas las características descritas, es natural que los esfuerzos en el mediotransmisor inducido por el paso de las ondas S sea uno de cizallamiento que seproduce sin cambios de volumen. En vista de que estas ondas son las de mayorcapacidad de destrucción, la determinación de las propiedades de esfuerzo

cortante , contra la deformación angular , es decir el módulo de rigidez G delmedio transmisor, se convierte en una necesidad para la ingeniería sísmica (SarriaM., 2008).

2.3.2 Ondas superficiales

Las ondas superficiales viajan sobre la superficie de la tierra y se desplazan amenor velocidad que las ondas internas. Debido a su baja frecuencia, provocanque las estructuras entren en resonancia con mayor facilidad que las ondasinternas y son, por consiguiente, las ondas sísmicas más destructivas (CuadradaM., 2007). Las ondas de superficie lo hacen preferencialmente en los contornosde los cuerpos, aunque también se pueden propagar por las interfaces odiscontinuidades. Las ondas superficiales son de dos clases: ondas Rayleighllamadas ondas R y ondas Love denominadas ondas L. Las ondas superficialestienen velocidades similares a las ondas S (Sarria M., 2004).

2.3.2.1 Ondas Love L

Llamadas así en honor al científico que las estudió. Estas se generan sólo cuandoun medio elástico se encuentra estratificado, situación que se cumple en nuestroplaneta pues se encuentra formado por capas de diferentes características físicasy químicas. Las ondas de Love se propagan con un movimiento de las partículas,perpendicular a la dirección de propagación, como las ondas S, sólo quepolarizadas en el plano de la superficie de la Tierra, es decir sólo poseen lacomponente horizontal la superficie. Las ondas de Love pueden considerarsecomo ondas S "atrapadas" en la superficie. Como para las ondas de Rayleigh, la

amplitud de las mismas decrece rápidamente con la profundidad. En general suexistencia se puede explicar por la presencia de vacío o un medio de menorrigidez, tiende a compensar la energía generando este tipo especial de vibraciones(Laboratorio de Procesado de Imagen, 1997). Véase figuras No 2-4.




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Figura No. 2-4 Ondas L. (Fernández F., 2010)

2.3.2.2 Ondas Rayleigh R

Cuando un sólido posee una superficie libre, como la superficie de la tierra,pueden generarse ondas que viajan a lo largo de esta superficie. Estas ondastienen su máxima amplitud en la superficie libre, la cual decrece exponencialmentecon la profundidad, y son conocidas como ondas de Rayleigh en honor al científicoque predijo su existencia. La trayectoria que describen las partículas del medio alpropagarse la onda es elíptica retrógrada y ocurre en el plano de propagación dela onda. Una analogía de estas ondas lo constituyen las ondas que se producenen la superficie del agua (Laboratorio de Procesado de Imagen, 1997). VéaseFigura No. 2-5.

Figura No. 2-5 Ondas L. (Fernández F., 2010)

Se puede demostrar teóricamente, y se observa experimentalmente que lavelocidad de las ondas es tal que: VR, VL < Vs < Vp. Donde Vp, Vs, VR y VL sonlas velocidades de las ondas P, S de Rayleigh y Love, respectivamente. Entre




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estas dos últimas no puede establecerse un orden de velocidades porque estadepende de muchos factores y no siempre viajan con la misma velocidad.

Las velocidades de las diferentes ondas dependen de las características delmedio; por ejemplo, en rocas ígneas la velocidad de las ondas P es del orden de6000 m/s, mientras que en rocas poco consolidadas es de aproximadamente 2000m/s o menor.

La secuencia típica de un terremoto es: primero el arribo de un ruido sordocausado por las ondas P , luego las ondas S y finalmente el "retumbar" de la tierracausado por las ondas superficiales. (Laboratorio de Procesado de Imagen, 1997).Véase figura No. 2-6.

Figura No. 2-6 Transmisión de velocidades (Laboratorio de Procesado de Imagen, 1997)

Para distancias pequeñas, los tres tipos de onda llegan casi simultáneamente, yesto hace que las señales sean muy complicadas de interpretar. A distanciasmayores las ondas de cuerpo compresionales viajan más rápido y puedendistinguirse de las ondas de corte y de las de superficie. Cada una de las ondas

mencionadas anteriormente está caracterizada en cada medio de transmisión poruna velocidad y se denota por la letra V con el subíndice correspondiente a cadatipo de onda (VP , V S , V R y V L). La velocidad ondulatoria es una propiedad delmaterial al menos dentro del comportamiento elástico. Prueba de este últimoaspecto son las expresiones para la velocidad de onda P y onda S que sepresentan a continuación, las cuales están directamente relacionadas con laspropiedades elásticas (módulo elástico E , módulo de corte G y coeficiente de




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poisson ). (Pontificia Universidad Javeriana, Departamento de Ingeniería Civil.,2008).

GVs Ecuación No. 2.2

)21)(1(

)1(

E V

P Ecuación No. 2.3

2.3.3 Factores que afectan la velocidad de propagación de las ondas

De acuerdo con (Sarria M., 2004), La velocidad ondulatoria se ha definido en

términos de módulo de elasticidad E y cortante G , para Vp y Vs , respectivamente yde y en ambos casos. En algunas situaciones particulares, se puedenpresentar algunos condicionamientos frente a la determinación de las velocidades,dentro de estos se tiene:

2.3.3.1 Peso unitario del medio

Es una variable de importancia en la evaluación de la velocidad ondulatoria. Lavariación máxima de los pesos unitarios en rocas, entre aquellas superficiales ylas ubicadas a varios miles de kilómetros de profundidad, pueden estar entre unos

2.3 ton/m

3

y 9.4 ton/m

3

un rango de 1 a 4 aproximadamente.Tal como se ilustro en la figura No 2-6, se presenta un aumento en la velocidad depropagación teniendo en cuenta el aumento de la densidad del material comomedio de transporte de la onda.

Se sabe que el peso unitario depende en forma directa de la cantidad de vaciosque contenga el material y esto a su vez depende del proceso de formación de laroca, Sarria, M. identifica una ecuación (ecuación 2.3), donde se muestra la

relación genérica entre la porosidad y la velocidad de las ondas Vp .

)exp( Vpab Ecuación No. 2.4

Donde α y b son constantes que pueden obtenerse por regresión a nivel regional.

2.3.3.2 Confinamiento del medio




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Se han realizado numerosos esfuerzos para obtener la información sobre lasaturación y el cambio de presión de poros en los materiales. A pesar de algunosbuenos ejemplos que existen en la literatura, hay muchas aproximaciones detrásde esos estudios. Generalmente, se asume que las características sísmicas son

funciones del grado de saturación y del esfuerzo efectivo (esfuerzo total menos lapresión de poros). Realmente, el esfuerzo que gobierna el comportamientosísmico es el esfuerzo efectivo de referencia Pef , que no es exactamente igual a lasaturación. Lo anterior está ligado a un coeficiente efectivo de tensión (n), medidopara las velocidades sísmicas y los módulos de elasticidad de piedras calizas yareniscas brasileñas. (Guilherme & al., 2009). Véase figura No 2-7.

Este comportamiento es aún más claro si se evalúan las Vp y Vs, para diferentesvalores de confinamiento, variando la presión de poros. Véase figura No. 2-8,donde a mayor presión de confinamiento, mayor velocidad de propagación deonda.

Figura No. 2-7 Curvas de velocidad en función de la presión de confinamiento Pc para diferentesvalores de presión de poros Pp. (Guilherme & al., 2009)




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Figura No. 2-8 Curvas de velocidad Vp y Vs en función de la presión de confinamiento Pc paradiferentes valores de presión de poros Pp. (Guilherme & al., 2009)

En condiciones ideales de homogeneidad e isotropía la velocidad de las ondassísmicas debería crecer linealmente a partir de un valor mínimo en superficie másun componente dependiente de la profundidad. (Sarria M., 2008).

2.3.3.3 Acción de líquidos en el medio.

Las ondas S no pueden atravesar los líquidos porque éstos no tienen resistenciaal cortante. Por otra parte, frente a la situación de esqueleto mecánico saturado deagua las ondas P se ven obligadas a viajar por el líquido si este fuera de mayorrigidez que el esqueleto mecánico.

Las anotaciones anteriores mencionadas, traen como consecuencia que loslíquidos o gases alteran de algún modo la velocidad ondulatoria en un mediosólido (Sarria M., 2008).

2.4 PRINCIPIO DE HUYGENS

Según (Sarria M., 2008) el estudio analítico de la propagación de las ondasinternas, debe terne en cuenta que se supone que la tierra es una esfera y quetodas su capas son esféricas y tienen la misma curvatura. Esta es una razonablesuposición para la simbología aplicada. La velocidad ondulatoria resulta variable




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con la profundidad porque tanto la densidad como la rigidez del medio dependendel confinamiento lateral y este es función de la profundidad.

En el punto donde se produce una perturbación la energía liberada comienza adisiparse mediante ondas de esfuerzo que se propagan desde allí. Si el mediofuera isotrópico y homogéneo, las ondas se propagarían en todas las direccionescon igual velocidad conformando frentes de onda con forma esférica, en realidadno se cumplen las condiciones y los frentes son curvos más no esféricos.

El principio de Huygens proporciona un método geométrico, a partir de una formaconocida del frente de ondas en cierto instante, la forma que adoptará dicho frenteen otro instante posterior. El principio supone que cada punto del frente de ondasprimario da origen a una fuente de ondas secundarias que producen ondasesféricas que tienen la misma frecuencia y se propagan en todas las direccionescon la misma velocidad que la onda primaria en cada uno de dichos puntos. Elnuevo frente de ondas, en un instante dado, es la envolvente de todas las ondas

secundarias, tal como se muestra en la figura 2-9. Si se supone que se conoce laforma del frente de ondas inicial AB; Sobre el frente situamos varias fuentes deondas secundarias. Sea V la velocidad de propagación en el punto donde estásituada la fuente secundaria de ondas. Para determinar la forma del frente deondas A'B' en el instante t, se traza una circunferencia de radio v·t. centrada encada una de las fuentes. La envolvente de todas las circunferencias es el nuevofrente de ondas en el instante t. El radio de las circunferencias será el mismo si elmedio es homogéneo e isótropo, es decir, tiene las mismas propiedades en todoslos puntos y en todas las direcciones (Universidad del País Vasco, 2010).

Figura No. 2-9 Modelo de principio de Huygens. (Universidad del País Vasco, 2010)

Al principio de Huygens está asociada una de las razones por las cuales entremás alejado de la fuente sísmica esté un instrumento registrador tanto mayor laduración del tren ondulatorio que llega al sitio de registro. (Sarria M., 2008) señalaque este principio se origina en el intercambio entre energía cinética y potencialque se genera en el momento en que a las partículas del medio transmisor se les




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altera su posición natural de equilibrio. Cuando un efecto externo obliga a laspartículas a separarse o juntarse, la rigidez genera una fuerza entre ellas; estafuerza da origen a una energía potencial. El movimiento de las partículas involucrauna energía cinética: el intercambio de las dos energías genera un proceso

ondulatorio local.

2.4.1 Trayectoria de rayo

Si desde el punto donde se inicia la perturbación se traza una línea recta hasta unfrente de onda cercano, esta debe intersecar la superficie del frente de ondaortogonalmente. Esta línea conforma la noción de rayo. Como en la medida que sealeja el frente desde la perturbación inicial su curvatura va cambiando, debededucirse que la trayectoria del rayo a la larga resulta curvada. Se debe concluir

entonces que las ondas se originan en la zona de ruptura del campo de esfuerzosy se propagan por el interior terrestre a lo largo de trayectorias curvas. Estastrayectorias sufren decisivos cambios locales en los contactos de medios condiferente rigidez, por que allí se originan fenómenos de reflexión, refracción ydifracción.

2.5 LEY DE SNELL

La ley de Snell desempeña un papel muy importante en la comprensión de losfenómenos asociados a la propagación ondulatoria. Esta ley conecta lasvelocidades entre dos medios de diferente rigidez que son atravesados por unproceso ondulatorio y demuestra que en el contacto el rayo cambia de direcciónbruscamente; esto abre el camino para sostener que la trayectoria ondulatoriaentre dos puntos sigue aquella que le conduce al mínimo tiempo de viaje y no a lamás corta. (Sarria M., 2008)

Consideremos un frente de ondas que se acerca a la superficie de separación dedos medios de distintas propiedades. Si en el primer medio la velocidad depropagación de las ondas es v 1 y en el segundo medio es v 2 vamos a determinar,

aplicando el principio de Huygens, la forma del frente de onda un tiempo posteriort.




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.

Figura No. 2-10 Modelo de principio de Snell. (Universidad del País Vasco, 2010)

A la izquierda, Figura 2-10, se ha dibujado el frente de ondas que se refracta en lasuperficie de separación de dos medios, cuando el frente de ondas incidente entraen contacto con el segundo medio. Las fuentes de ondas secundarias situadas enel frente de ondas incidente, producen ondas que se propagan en todas lasdirecciones con velocidad v 1 en el primer medio y con velocidad v 2 en el segundomedio. La envolvente de las circunferencias trazadas nos da la forma del frente deondas después de tiempo t , una línea quebrada formada por la parte del frente deondas que se propaga en el primer medio y el frente de ondas refractado que sepropaga en el segundo.

El frente de ondas incidente forma un ángulo θ 1 con la superficie de separación, y

elfrente de ondas refractado forma un ángulo θ 2 con dicha superficie.

En la parte central de la Figura 2-10 se establece la relación entre estos dosángulos.

En el triángulo rectángulo OPP’ tenemos que

v 1·t =|OP’|·senθ 1 Ecuación No. 2.5

En el triángulo rectángulo OO’P’ tenemos que

v 2 ·t =|OP’|·senθ 2 Ecuación No. 2.6

La relación entre los ángulos θ 1 y θ 2 es

Ecuación No. 2.7




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2.6 AFECTACIÓN POR CARGAS MOVILES

De acuerdo con (Sarria M., 2004), el tránsito de vehículos genera ondas

superficiales que se propagan hasta distancias relativamente cortas y enocasiones sacuden las construcciones aledañas a la vía. El impacto producido porlos vehículos depende de su peso y de la velocidad con que se desplazan. Lacarga de impacto genera ondas R de diferente frecuencia e igual amplitud dondedebe presentar un proceso dispersivo. La condición local conformada por elpavimento y el suelo confieren particularidades al impacto.

Si el impacto ocurre en un pavimento sobre un suelo blando, hay tendencia a lapresencia de ondas R de relativamente baja frecuencia mientras que si es unsuelo firme la dominancia podría corresponder a ondas con frecuencias máselevada. En el primer caso la penetración es más profunda lo cual incide sobre las

potenciales medidas para la reducción de los sacudimientos que el tránsito devehículos produce sobre las edificaciones cercanas.

Otro estudio realizado para evaluar la incidencia generada por el tráfico vehicularsobre edificios (S. Francois, 2007); donde se modelo el paso de un vehículo dedos ejes, cercano a una estructura o vivienda unifamiliar de dos pisos. Dentro delmodelo de adoptaron tres perfiles de suelo, tal como se muestra en la Figura 2.11.

Figura No. 2-11 Interacción suelo estructura del problema. (S. Francois, 2007)

Dos situaciones pueden ocurrir en forma general. (1) para un edificio cimentadosobre suelo blando, en el cual no ocurre deformación en la estructura. Larespuesta estructural global es dominada por cinemática de cuerpo rígido. (2) si elsuelo es rígido con respecto a la estructura, las paredes se deforman de unamanera cuasiestática, siguiendo el movimiento del suelo. Además, si la fundaciónes rígida se previenen las deformaciones, esto tiene consecuencias importantespara el daño inducido por vibraciones a los edificios. Una estructura tiende a




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presentar más daño, si es una estructura de menor rigidez cimentada sobre unasuperficie rígida.




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ESTADO DEL CONOCIMIENTO

3.1 ANÁLISIS DE REGISTROS DE IMPACTOS EN SUELOS BLANDOS

DE BOGOTÁ

El conocimiento generado acerca de la medición de ondas en Bogotá, ha venidoen crecimiento, destacando la dificultad que se presenta en la caracterización deltipo de ondas generadas in situ , tal como lo señalan (Rodriguez & Velandia, 2008),en su estudio enfocado en la interpretación de mediciones de ondas generadaspor un impacto de alta energía en la superficie del terreno en un sitio típico desuelos blandos en la ciudad de Bogotá. La importancia en la determinación delperfil de velocidades de onda de corte y de compresión Vs y Vp respectivamente ,

se hace fundamental para la realización de modelos de propagación de ondas enestudios de respuesta dinámica. Este documento busca identificar los elementosdesfavorables para la ejecución de estudios a partir de pruebas geofísicasteniendo en cuenta las características predominantes de suelos blandos del áreade Bogotá.

En dicho estudio se presentan datos de una prueba de campo y de unamodelación numérica, y se utiliza una técnica de escalamiento de las señales paraidentificar los diferentes componentes del movimiento. El análisis ilustra ladificultad que se tiene al identificar los tiempos de arribo de ondas de compresióndebido a la baja intensidad y atenuación de estas señales.

Por las condiciones de estos perfiles de suelos no es factible utilizar técnicas deinterpretación con base en refracción, y la predominancia de la respuesta delterreno es en forma de ondas superficiales, por lo que posiblemente se puedenutilizar con ventaja técnicas basadas en inversión de dispersión de ondassuperficiales para la caracterización del terreno con ensayos de impacto.




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La obtención de datos en campo consistió en un impacto realizado con una masade 12 ton y de 1 m de diámetro que se dejó caer desde una altura de 1m sobre lasuperficie del terreno. La señal generada por el impacto se registró por medio deun arreglo de geófonos en línea recta a partir del sitio del impacto utilizando un

sismógrafo de 24 canales. Por otra parte se hizo un modelo numérico delproblema utilizando un perfil del suelo considerado característico del sitio de laprueba, el cual se obtuvo a partir de ensayos de Down Hole y de inversión dedispersión de ondas superficiales.

En la Figura No 3-1 se observa la estratigrafía correspondiente al modelo obtenidode la interpretación de las mediciones de ondas superficiales para la que se utilizóel perfil de velocidad de onda de corte Vs.

Figura No. 3-1 Perfil de Vs obtenidos a partir de interpretación de ondas superficiales y de ensayos deDown Hole utilizado para el modelo numérico (Rodriguez & Velandia, 2008)

Los autores señalan que una forma de identificar las componentes de ondas enlos sismogramas es analizando el comportamiento de la amplitud teniendo encuenta que la atenuación por radiación de ondas de cuerpo y de corte esproporcional al cuadrado de la distancia, mientras que la atenuación de las ondassuperficiales es proporcional a la raíz cuadrada de la distancia; es decir, laatenuación de ondas superficiales es menor que la de las ondas de cuerpo y poresta razón aún a cortas distancias de la fuente de vibraciones se vuelven lasondas predominantes en el movimiento.

Esta observación se puede tener en cuenta para tratar de homogenizar lasseñales aplicándoles una amplificación que compense el efecto de atenuacióngeométrica a diferentes tasas. De esta forma se pretende identificar los




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componentes que corresponden a ondas de cuerpo y a ondas superficiales en lossismogramas. En la Figura 3-2 se presentan los sismogramas del modelonumérico y de las mediciones respectivamente, amplificados en función delcuadrado de la distancia a la fuente.

Figura No. 3-2 Sismogramas sintéticos escalados (ondas de cuerpo y de corte atenuación 1/R2) trazascada 20 m en las ordenadas, base de tiempo en segundos, abscisas. (Rodriguez & Velandia, 2008)

Se concluye con respecto al análisis de los registros y modelos de impactos dealta energía en la superficie de un perfil típico de suelos blandos en la ciudad deBogotá, que se presenta dificultad de identificar tiempos de arribo de ondas de

compresión debido a la baja intensidad y atenuación de estas señales. .

3.2 VIBRACIÓN EN CONSTRUCCIONES POR TRÁFICO INDUCIDO.

Otro estudio realizado en Estados Unidos (Haoa, 2001) debido al incremento en laconstrucción de viviendas y edificios cada vez más altos y construidos a distanciasmenores con respecto a las vías como fuente de vibración, generó la necesidad deinvestigar sobre vibraciones producidas por tráfico vehicular, soportado en

informes sobre niveles máximos de vibración perceptibles, los cuales sonmovimientos perceptibles por los habitantes circundantes.

La investigación parte de la ejecución de mediciones producidas por el tráfico, encuatro sitios, identificando las características del suelo, condiciones del sitio ydistancia al centro de la vía. Se analizaron cinco estructuras en concreto reforzadoy los resultados obtenidos fueron comparados con varias especificaciones de losniveles permisibles de la vibración.




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El estudio presenta tres preocupaciones importantes frente a las vibracionesproducidas por el tráfico sobre edificios aledaños, que son:

a. Las estructuras pueden sufrir afectación estructural.b. Afectación a los habitantes de dichas construcciones.c. Afectación sobre la operación normal de equipos sensibles a vibraciones.

Estos tres casos (a, b y c) corresponden a los niveles altos, medios y bajos,respectivamente, de vibraciones y diversas frecuencias de la vibración, definidaspor (Haoa, 2001).

De forma general los criterios que definen umbrales de vibración que puedencausar daño estructural, no solo dependen de la vibración, también están sujetos ala carga estructural, características de los materiales, y características dinámicas.Cuando depende de la vibración en sí, se evalúa la respuesta estructural la cualdepende a su vez de la amplitud de excitación y de la frecuencia sensible. Sin

embargo, muchos códigos e investigadores dan límites permisibles de la vibraciónestructural en términos de velocidad pico de la partícula (PPV), Algunos autoresestán de acuerdo en que el daño arquitectónico generado por las vibraciones delos vehículos puede ocurrir si PPV excede 10 mm/s. Sin embargo, hay una ampliagama de valores sobre los cuales el nivel de PPV afectaría un edificio existente.

Autoridades de estandarización en el mundo entero, han definido directrices sobreniveles permisibles de la vibración en suelos con afectación a edificios (GermanStandards Organization., 1984). Esas pautas, sin embargo, se considerangeneralmente como conservadoras. Por ejemplo, la asociación suiza de laestandarización, (Swiss Association of Standards., 1978) especificó 12 mm/scomo nivel permisible para el acero o estructuras en concreto reforzado, 5 mm/spara los edificios en mampostería, y 3 mm/s para los edificios de interésarquitectónico o estructuras sensibles.

En la tabla No 3.1 se ilustran las características del suelo al igual que lascondiciones de tráfico sobre los corredores viales estudiados por (Haoa, 2001).

Los acelerómetros fueron ubicados en el centro de la vía, y hasta una distanciaaproximada de 120 m. Cada acelerómetro se incrusto en el suelo a unaprofundidad aproximada de 20 cm. La expresión para identificar la atenuación dela aceleración pico se muestra en la ecuación 3.1.

Ecuación No. 3.1

Donde:




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A: Aceleración pico atenuada en mm/s2

Ao: Aceleración pico del registro en el punto de referencia. mm/s2

ro: Distancia desde la fuente al punto de referencia en metros.

r: Distancia desde la fuente al punto de medición en metros. α: Relación deamortiguamiento, que depende de las características del suelo y del aumentolineal de la frecuencia de vibración.

Tabla No. 3.1 Condiciones del sitio de medición y tráfico. (Haoa, 2001)

Adicional a los cuatro sitios de medición, se adoptaron modelos de estructuras enconcreto reforzado, tal como muestra en la Figura No. 3-4. Esta modelación varióaltura y niveles de pisos, comprendida entre 1 y 24 pisos.

Figura No. 3-3 Estructura modelada por piso.




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La Figura No. 3-4 muestra las respuestas máximas de cinco modelos sujetos a losmovimientos por vibraciones en el suelo registrados en los cuatro sitios. Estoincluye todas las modelaciones para diferentes alturas del edificio.

Figura No. 3-4 Estructura modelada por piso. (Haoa, 2001)

Se encontró que el movimiento en el piso 16 experimenta siempre la respuestamás grande en cuento al desplazamiento entre los cinco modelos en los cuatrositios. Esto es porque su frecuencia de vibración fundamental, está más cercana ala frecuencia impartida por el cuerpo del vehículo aproximadamente a 0.7 hertzios.La velocidad más alta y la aceleración, de igual forma ocurren en el modelo 16. Dehecho, las respuestas máximas de la velocidad, especialmente las respuestasmáximas de la aceleración de los cinco modelos, no varían significativamente.

Las aceleraciones horizontales medidas a una distancia de 20 m del centro de lavía, en los cuatro sitios, fueron utilizados como señales de entrada en el modelo,para analizar las reacciones dinámicas laterales de cinco edificios de concretoreforzado, encontrando que las reacciones dinámicas de las estructuras todavíason dominadas sobre todo para modos bajos de vibración. Las respuestas más




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grandes en cuanto a desplazamiento y velocidad ocurren en el último nivel deledificio. La respuesta dinámica calculada indica que las vibraciones generadas porlas condiciones normales de tráfico no son lo bastante fuertes para causar dañoen las estructuras, pero son perceptibles por los habitantes y pueden generar

daños sobre equipos sensibles a los movimientos.

3.3 GROUND-BORNE VIBRATION GENERATED BY VEHICLES

CROSSING ROAD HUMPS AND SPEED CONTROL CUSHIONS

En un escenario similar al descrito en la referencia anterior (Watts & Krylov, 2000),planteó la medición de vibraciones para determinar la incidencia de diferentestipos de vehículos teniendo en cuenta el sistema de suspensión y eje de las

ruedas, frente a las edificaciones aledañas a la vía determinada para el estudio. Elestudio controló algunas variables como el tipo de vehículo y velocidad para poderestimar el comportamiento de las vibraciones. En las Figura 3-4 y 3-5 se indicanalgunos de los valores de velocidades pico de la partícula y la variación frente a lavelocidad del vehículo.

Figura No. 3-5 Velocidad PPV (ordenadas) contra Velocidad del vehículo km/h (abscisas). (Watts &

Krylov, 2000)




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Figura No. 3-6 Velocidad PPV (ordenadas) contra Velocidad del vehículo articulado km/h (abscisas).(Watts & Krylov, 2000)

Dentro de las conclusiones relevantes se tiene que la velocidad influye en elincremento de las vibraciones generadas y que si se pueden presentar daños enlas estructuras aledañas, por lo anterior es importante determinar las distancias ypesos admisibles para evitar daños en futuras construcciones.

3.4 EFECTO DE LAS VIBRACIONES GENERADAS POR VOLADURAS

EN MINAS SOBRE EDIFICACIONES RESIDENCIALES DE

MAPOSTERIA SIMPLE EN COLOMBIA

En otros trabajos realizados sobre medición de vibraciones generadas porvoladuras (Ruiz, Otalora, & Rodriguez, 2007) se concluyen respecto a losresultados obtenidos, que se deberán desarrollar, para condiciones propias deColombia, límites de vibraciones (no solo debido a voladuras sino a otrosfenómenos como el tráfico vehicular pesado como paso de tractomulas o busesarticulados de sistemas de transporte masivo, operación de equipos deconstrucción, etc.) ajustados a las condiciones locales y de construcción deedificaciones. Para ello es necesario desarrollar una mayor cantidad de proyectosde investigación que involucren el registro de las vibraciones debidas a fenómenosnaturales y antrópicos en conjunto con mediciones de las fisuras en edificacionesde viviendas cercanas. Véase Figura 3-7.




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Figura No. 3-7 Análisis de voladuras. (Ruiz, Otalora, & Rodriguez, 2007)




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RECOPILACIÓN DE LOS PERFILES DE SUELO

CORRESPONDIENTES A LOS PUNTOS DE MEDICIÓN

En este capítulo se presentan los resultados correspondientes a la caracterizacióngeotécnica de los puntos de medición, aclarando que dicha información se obtuvode proyectos de consultoría que se han realizado en ubicaciones cercanas a lospuntos de medición de las vibraciones.

4.1 PUNTO DE MEDICIÓN 1. CALLE 40 CON CARRERA 7ª

Se realizó un registro de vibraciones en la Pontificia Universidad Javeriana, calle40 con carrera 7ª. El estudio de referencia para evaluar el perfil del suelo se

presentó como “Asesoría geotécnica y sismológica para la evaluación de la amenaza sísmica y los análisis de respuesta dinámica del predio localizado en la Calle 45 entre carreras 6 y 7, en la ciudad de Bogotá ” (Jeoprobe, 2005). El estudiolo realizó el Ing. Jorge Alberto Rodríguez, PhD. como parte de las actividadestendientes a evaluar el espectro de diseño aplicable para la estructura del edificioa construir en el predio, a la luz de las exigencias de la ley 400 de 1997 (Congresode la República de Colombia, 1997) y Normas reglamentarias. En la figura No 4-1,se presenta un resumen de las características geotécnicas principales que sehomologan para el punto de medición.

El sitio del proyecto se encuentra localizado en el piedemonte de los cerros

orientales de la ciudad, corresponde a un sitio de la zona 2 de la microzonificaciónsísmica de Bogotá. El sitio se localiza sobre la calle 45 entre carreras 6 y 7. Elárea del proyecto se encuentra en un sector donde se presenta una transiciónfuerte de roca y suelo, en dirección occidente con respecto al sitio, donde losespesores de suelos aumentan considerablemente en pocas cuadras.

Para la determinación de las características del suelo, el estudio (Jeoprobe, 2005),realizó 4 perforaciones en el sitio del proyecto, donde se hicieron ensayos de SPT




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y un ensayo de Down Hole, con profundidades entre 16 y 19 m los cualespenetraron en la roca de la formación Bogotá del orden de 11 m. La informaciónfue complementada con otros estudios aledaños como por ejemplo el de lamicrozonificación sísmica del campus de la Universidad Javeriana, que colinda

con el sitio del proyecto al sur, al igual que los datos del estudio geotécnico delEdificio de la Comunidad Jesuita, localizado en la calle 45 con carrera 5. Serealizaron ensayos geofísicos de Down Hole, refracción sísmica y ensayosdinámicos sobre muestras arcillosas de suelo residual de las arcillolitas de laformación Bogotá y algunas arcillas de los depósitos del área.

El perfil estratigráfico se puede definir de la siguiente forma:

Zona de transición entre la roca sana, roca meteorizada y depósitossuperficiales de muy poco espesor.

Se presenta una transición hacia el ambiente lacustre caracterizado porintercalaciones de limos orgánicos y arcillas arenosas y gravas.

Se presentan algunas variaciones como las siguientes:

El espesor de los depósitos crece rápidamente hacia el sur, debajo de lacarrera 7, donde a 900 m aproximadamente, en esa dirección, estos tienenespesores de hasta 11 m.

Hacia el Parque Nacional se encuentran los mayores espesores dedepósitos coluviales de hasta 15 m de espesor.

Figura No. 4-1 Ubicación punto de medición Calle 40 con Carrera 7ª. Adaptado por El Autor.

En todas las áreas estudiadas se encontró un perfil de meteorización de laarcillolita correspondiente a la zona de transición hacia la zona lacustre, del orden




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de 5 m de espesor donde se encuentra completo. En este espesor incrementasustancialmente la resistencia (medida con el SPT) y la rigidez (medida conmétodos geofísicos), de manera que se tiene una clara relación del perfil demeteorización y parámetros tales como el SPT y la velocidad de ondas de corte

Vs, lo cual permite caracterizar dinámicamente estos materiales y considerarlos endetalle en el análisis de respuesta dinámica. (Jeoprobe, 2005).

Los resultados de la Figura No. 4-2, en el sitio del proyecto muestran que elaumento de rigidez a 5 m de profundidad es abrupto, mientras que en el sitio de lacalle 39 con carrera 7 se presenta un aumento de rigidez gradual debido al mayorespesor de los depósitos con mayor contenido de gravas.

Esto es una característica fundamental, a tener en cuenta en la evaluación de losresultados del punto de medición.

Figura No. 4-2 Resultados de ensayos SPT y perfil de Vs. (Jeoprobe, 2005)

En la Figura No. 4-2 se muestran los resultados del ensayo de Down Hole,

empleados en la consultoría. Los datos del ensayo de Down Hole presentan lamisma tendencia y valores similares a los obtenidos a partir de las correlaciones ylos ensayos de SPT. Sin embargo, los resultados en el lote muestran valoresrelativamente altos de Vs. Esto es consistente con los valores de SPT obtenidosen las perforaciones. Estos valores son más altos que los característicos de losdepósitos de transición en el piedemonte y corresponden a la roca meteorizada.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 20 40 60 80 100

P r o f u n d i d a d ( m )

SITIO DEL PROYECTON (SPT)

P1 P2 P3 P4

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 200 400 600 800 1000

P r o f u n d i d a d ( m )

Vs (m/seg)

Vs down hole Cll 45 Cr 7 Vs (N P1)

Vs (N P2) Vs (N P3)

Vs (N P4) Vs down hole Cll 39 Cr 7




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4.2 PUNTO DE MEDICIÓN 2. CALLE 46 CON AVENIDA CARACAS

Se realizó un registro de vibraciones en la Calle 46 con Avenida Caracas, elestudio de referencia para evaluar el perfil del suelo se presentó como “Evaluación de la amenaza sísmica y los análisis de respuesta dinámica del Edificio-Museo Jorge Eliécer Gaitán, localizado entre las calles 42 y 43, entre las carreras 15 y 16,en la ciudad de Bogotá ” (Jeoprobe, 2008) el estudio lo realizó el Ing. Jorge AlbertoRodríguez, PhD. como parte de las actividades tendientes a evaluar el espectro dediseño aplicable para la estructura del edificio a construir en el predio, a la luz delas exigencias de la ley 400 de 1997 (Congreso de la República de Colombia,1997) y Normas reglamentarias. En la figura No 4-3, se presenta un resumen delas características geotécnicas principales que se homologan para el punto demedición.

El estudio en referencia se encuentra localizado en la zona 2 de lamicrozonificación sísmica de Bogotá, de acuerdo con los límites establecidos en eldecreto 193 de 2006 (Secretaría General de la Alcaldía Mayor de Bogotá D.C.,2006); se encuentran predominantemente, hasta la profundidad máxima exploradade 50.5 m, arcillas lacustres y limos arcillosos intercalados con estratos de arenasfinas con lentes de limo y gravas gruesas de densidad alta a manera de conos dedeyección.

Figura No. 4-3 Ubicación punto de medición Calle 46 con Av. Caracas. Adaptado por El Autor.

Para la exploración del subsuelo analizado en el proyecto tomado comoreferencia, se realizaron dos sondeos que alcanzaron profundidades que varían




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entre 25.5 y 50.5 m bajo la superficie. Estos sondeos fueron ejecutados con unequipo de percusión y lavado cuyos resultados se complementaron con ensayosin-situ de resistencia a la penetración estándar SPT cada 1.5 m.

Se realizaron pruebas de Down hole en el sondeo 1 que llega a 50.5 m deprofundidad con el propósito de determinar los perfiles de velocidades de ondasde corte correspondientes al sitio del proyecto.

El perfil estratigráfico se puede describir de la siguiente forma:

Rellenos heterogéneos en arcillas y escombros. 0.0 a 1.4/2.7 m.

Limos arcillosos orgánicos de color café de consistencia media a blanda, sedetectó una arcilla de color café veteada de consistencia alta a unaprofundidad de entre 5.2 y 7.0 m

Limos arcillosos de color café con lentes orgánicos y lentes de arena. Seencuentran intercalaciones de arenas finas con lentes de limo de densidad

alta. 7.0 m a 21.3/24.4. m. Limos arcillosos con turbas. 24.4 m a 28.3. m

Arena fina café de densidad alta. 28.3 a 34.1. m Limos orgánicos de color café de consistencia alta a media. 34.1m a 38.4.

m.

Limos arcillosos con arenas finas de color café con lentes orgánicos. 38.4 ma 41.8. m.

Finalmente se detecta una arena fina café con lentes de limo de densidadalta. 41.8 m a 50.5 m.

En la Figura 4-4 se presentan los perfiles completos de Vs adoptados, se aprecia

que todos los datos son consistentes en sus tendencias y definen un rango devariación característico de los valores de Vs.




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Figura No. 4-4 Vs del ensayo Down Hole en el sitio en estudio (línea con asteriscos), rangos devariación de Vs adoptados hasta 65 m (líneas), Vs ensayos de Down Hole de referencia sitios

cercanos: Bella Suiza (línea con triangulos), Parque Central Bavaria Mz3 (líneas con cuadrados),Mirador Bosque de Pinos (línea con rombos), Hotel Marriot (línea con circulos). (Jeoprobe, 2008)

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300 400 500 600

Vs (m/seg)

Profundidad(m

)

Vs DH ProyectoVs maxVs minVs DH . Bella SuizaVs DH . Parque Central Bavaria Mz3Vs DH . Mirador Bosque de PinosVs DH . Hotel Marriot




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4.3 PUNTO DE MEDICIÓN 3. AVENIDA SUBA CON CALLE 127

Se realizó un registro de vibraciones en la Calle 127 con Avenida Suba, el estudio

de referencia para evaluar el perfil del suelo se presentó como “Proyecto Urbanización Córdoba I, Supermanzana I, que incluye los proyectos Jardines de San Telmo y Plaza de San Joaquín. El lote donde se considera la construcción de la Urbanización Córdoba I, se encuentra localizado entre la calle 127 y la calle 126A, y entre la carrera 41 y la carrera 43, en la ciudad de Bogotá D.C .(Jeoprobe, 2007). El estudio lo realizó el Ing. Jorge Alberto Rodríguez, PhD. comoparte de las actividades tendientes a evaluar el espectro de diseño aplicable paralas estructura del edificio a construir en el predio, a la luz de las exigencias de laley 400 de 1997 (Congreso de la República de Colombia, 1997) y Normasreglamentarias. En la figura No 4-5, se presenta un resumen de las característicasgeotécnicas principales que se homologan para el punto de medición.

Figura No. 4-5 Ubicación punto de medición Calle 127 con Avda Suba. Adaptado por El Autor.

Para la determinación de las características de este depósito limo arcilloso, seadelantaron preforaciones (4), por percusión y lavado a 50.0 m de profundidad ydoce (12) barrenos manuales a 10 m de profundidad. Igualmente para el proyectoPlaza de San Joaquín se llevaron a cabo cuatro (4) sondeos por percusión ylavado a 50.0 m de profundidad y doce (12) barrenos manuales a 10 m deprofundidad.

En los sondeos efectuados mediante percusión y lavado, se realizó el ensayo depenetración estándar (SPT). Adicionalmente se midió la resistencia al esfuerzo




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cortante por medio de una veleta de diseño especial para el ensayo de veletaestándar (VST). Se recuperaron muestras alteradas para inspección visual yclasificación; herméticas, para evaluación del contenido de humedad natural; einalteradas en muestreadotes de pared delgada tipo Shelby, para ensayos de

resistencia y compresibilidad.El perfil estratigráfico promedio se describe así:

Superficialmente aparecen rellenos y la capa vegetal, con espesores enconjunto que varían entre 0.5 y 1.7 m.

Hay luego limos arcillosos de color carmelito, que llegan a profundidadesque varían entre 1.0 y 2.5 m bajo la superficie actual.

A continuación aparecen arcillas de color amarillo oxidada, ocasionalmentecon algo de limo y algo agrietada, que llegan a profundidades que varíanentre 2.1 y 8.3 m bajo la superficie.

Aparece luego nuevamente un limo arcilloso de color gris oscuro, con una

consistencia baja a media y el cual alcanzó la profundidad de exploración.

En el momento de realizar la investigación subsolar se detectó agua libre aprofundidades comprendidas entre 1.2 y 4.8 m bajo la superficie. Se estima que elnivel freático se estabiliza a largo plazo a una profundidad de 3 m bajo lasuperficie actual.

En campo se llevó a cabo un ensayo Down Hole que llega hasta 50 m deprofundidad. Este ensayo está asociado a niveles de deformación cortante muybajos, del orden de 10 a 6. En la Figura 4-6 se presentan los resultados delensayo Down Hole en el sitio donde se considera la construcción de la

urbanización Córdoba, adicionalmente como referencia se presentan losresultados de ensayos Down Hole realizados en la calle 100 con autopista norte, yen la calle 127 con carrera 16. También se calcularon valores de Vs a partir de lacorrelación del Vs con la relación de vacíos, el índice de plasticidad y el esfuerzode confinamiento. (Jeoprobe, 2007).




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Figura No. 4-6 Perfil de Vs del ensayo Down Hole en el sitio en estudio (línea con rombos), perfiles deVs en la calle 127 con carrera 16 (círculos), calle 100 con autopista norte (cruces), datos de Vs de la

correlación. (Jeoprobe, 2007).

4.4 PUNTO DE MEDICIÓN 4. CALLE 136 CON AUTOPISTA NORTE.

Se realizó un registro de vibraciones en la Calle 136 con autopista norte, el estudiode referencia para evaluar el perfil del suelo se presentó como “Asesoríageotécnica y sismológica para la evaluación de la amenaza sísmica y los análisisde respuesta dinámica del sitio localizado en la Calle 128 # 29-80, en la ciudad deBogotá D.C. (Jeoprobe, 2003). El estudio lo realizó el Ing. Jorge AlbertoRodríguez, PhD. como parte de las actividades tendientes a evaluar el espectro dediseño aplicable para la estructura del edificio a construir en el predio, a la luz de

las exigencias de la ley 400 de 1997 (Congreso de la República de Colombia,1997) y Normas reglamentarias. En la figura No 4-7, se presenta un resumen delas características geotécnicas principales, que se homologan para este punto demedición.




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Figura No. 4-7 Ubicación punto de medición Calle 136 con autopista norte. Adaptado por El Autor.

De acuerdo con el Mapa de Microzonificación Sísmica de Bogotá, el proyecto seencuentra localizado en la zona 3 de la microzonificación sísmica de Bogotá, deacuerdo con los límites establecidos en el decreto 193 de 2006. En la zona delproyecto predominan arcillas y limos de alta plasticidad y consistencia blanda amedia que pertenecen a la formación Sabana.

Para la determinación de las características de este depósito limo arcilloso, serealizaron cinco (5) perforaciones que se complementaron con ensayos de veletade corte, y penetración del cono holandés (CPT) cuyas profundidades alcanzadasvariaron entre 10 y 30 m. Adicionalmente en el estudio se realizó una perforación a50 m de profundidad cuyos resultados fueron complementados con el ensayo depenetración estándar (SPT). En el laboratorio se efectuaron ensayos declasificación, humedad natural, consolidación y compresión inconfinada.

El perfil estratigráfico promedio se describe así:

Superficialmente se encuentran rellenos heterogéneos de 0.1 a 0.6 m de

espesor, en los sondeos 1, 2, 3 y 5. Superficialmente en el sondeo 4 y bajolos rellenos en los sondeos 1 y 5, se encuentra la capa vegetal hastaprofundidades entre 0.2 y 1.0 m bajo la superficie actual.

Se encuentra luego una arcilla café a café oscura, orgánica de consistenciablanda, que llega a profundidades entre 1.1 y 1.9 m bajo el mismo nivel.

Sigue una doble capa de arcilla gris verdosa de consistencia baja, quealcanza profundidades entre 2.6 y 3.2 m bajo la superficie.




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Por último y alcanzando el nivel de perforación en los sondeos seencontraron limos arcillosos de color gris a café, de consistencia baja.

En el momento de realizar la investigación subsolar se detectó agua libre aprofundidades comprendidas entre 1.7 y 3.0 m bajo la superficie. Se estima que elnivel freático se estabiliza a largo plazo a una profundidad de 3 m bajo lasuperficie actual.

En campo se llevó a cabo un ensayo Down Hole. Este ensayo está asociado aniveles de deformación cortante muy bajos, del orden de 10-6. Los valores delmódulo cortante encontrados a través de los resultados de este ensayoconstituyen el módulo máximo, identificado como Go. En la Figura 4-8 sepresentan los valores de Vs obtenidos por medio de este ensayo en el sitio enestudio, como referencia se presentan los valores de Vs obtenidos de ensayosDown Hole en la Autopista Norte con Calles 100 y 170; adicionalmente seobtuvieron valores de Vs calculados a partir de la correlación con la relación de

vacíos, el esfuerzo de confinamiento y el tipo de material en términos del índice deplasticidad. A partir de esta información se definieron unos rangos de variación delos valores de Vs adoptados hasta 50 m de profundidad.

Figura No. 4-8 Perfil de Vs del ensayo D.H en el sitio en estudio (línea con círculos), perfiles de Vs enla Auto Norte con Calle 100 (triangulos) y 170 (rombos), datos de Vs de la correlación (cuadrados), y

rangos de variación de Vs. (Jeoprobe, 2003)




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Se realizó un registro de vibraciones en la Calle 148 con autopista norte, el estudio

de referencia para evaluar el perfil del suelo se presentó como “asesoríageotécnica y sismológica para la evaluación de la amenaza sísmica y los análisisde respuesta dinámica del lote ubicado en la Calle 175 con Carrera 40, en laciudad de Bogotá D.C. (Jeoprobe, 2006). El estudio lo realizó el Ing. Jorge AlbertoRodríguez, PhD. como parte de las actividades tendientes a evaluar el espectro dediseño aplicable para las estructura del edificio a construir en el predio, a la luz delas exigencias de la ley 400 de 1997 (Congreso de la República de Colombia,1997) y Normas reglamentarias. En la figura No 4-9, se presenta un resumen delas características geotécnicas principales, que se homologan para este punto demedición.

El sitio se encuentra localizado en la zona 3 de la microzonificación sísmica deBogotá, de acuerdo con los límites establecidos en el decreto 193 de 2006. Seencuentran predominantemente hasta la profundidad máxima explorada de 50 m,depósitos de arcilla y limos arcillosos de consistencia blanda a media.

Figura No. 4-9 Ubicación punto de medición Calle 148 con autopista norte. Adaptado por El Autor

Para la exploración subsolar se efectuaron quince (15) perforaciones adicionales alas realizadas en Septiembre de 2005, cuyos resultados se complementaron concinco perforaciones realizadas para el estudio de suelos preliminar. Lasperforaciones alcanzaron una profundidad de 6 m bajo la superficie actual y susresultados se complementaron con ensayos de veleta de corte de campo, se




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recuperaron muestras alteradas para inspección visual y clasificación; herméticas,para evaluación del contenido de humedad natural y de los limites de consistencia.Adicionalmente se llevo a cabo una perforación a 50 m de profundidad en Julio de2006.

A partir de la exploración se identificó un perfil de suelos, que se puede describirasí:

Superficialmente aparecen rellenos arcillosos y rellenos en tierras varias,que se encuentran sueltos y que alcanzan profundidades que varían entre0.3 y 2.1 m. El mayor espesor de relleno se encuentra en el sectornororiental del proyecto.

Hay luego donde los rellenos presentan menor espesor, arcillas de colorcafé a café claro, con una consistencia media, que llegan a profundidadesque varían entre 0.8 y 1.5 m bajo la superficie.

Aparecen a continuación arcillas de color gris a gris verdoso, con una

consistencia media a blanda, que llegan a profundidades que varían entre1.7 y 2.8 m bajo la superficie.

Se encuentran por último limos arcillosos de color gris oscuro y café, conuna consistencia media a blanda y los cuales alcanzaron la profundidad deexploración.

En el momento de realizar la investigación del subsuelo se detectó agua libre aprofundidades comprendidas entre 0.6 y 4.7 m bajo la superficie.

En la Figura 4-10 se presentan los valores de Vs obtenidos por medio del ensayode Down Hole, y como referencia se presentan los valores de Vs de ensayos

Down Hole realizados en la Autopista Norte con Calles 100 y 170 hasta 100 m deprofundidad, adicionalmente se muestran los rangos de variación de Vs adoptadospara los análisis de respuesta dinámica unidimensionales. De la Figura 4-10 seobserva que los valores de Vs del sitio del proyecto en estudio tienen unatendencia similar a la de los sitios de referencia.




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Figura No. 4-10 Perfil de Vs del ensayo Down Hole en el sitio en estudio, perfil de Vs del ensayo DownHole en la Auto Norte con Calle 100 (punteros triangulares), perfil de Vs del ensayo Down Hole en la

Auto Norte con Calle 170 (punteros redondos) y rangos de variación de Vs adoptados para los análisisde respuesta dinámica 1D. (Jeoprobe, 2006).

4.6 PUNTO DE MEDICIÓN 6. CALLE 153 CON AVENIDA NOVENA

Se realizó un registro de vibraciones en la Calle 153 con avenida novena elestudio de referencia para evaluar el perfil del suelo se presentó como “Asesoríageotécnica y sismológica para la evaluación de la amenaza sísmica y los análisisde respuesta dinámica para el Proyecto Av. 9 con Calle 145, en la ciudad deBogotá D.C. (Jeoprobe, 2009). El estudio lo realizó el Ing. Jorge AlbertoRodríguez, PhD. como parte de las actividades tendientes a evaluar el espectro dediseño aplicable para la estructura del edificio a construir en el predio, a la luz delas exigencias de la ley 400 de 1997 (Congreso de la República de Colombia,

1997) y Normas reglamentarias. En la figura No 4-11, se presenta un resumen delas características geotécnicas principales, que se homologan para este punto demedición.




EN BOGOTA D.C.

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Figura No. 4-11 Ubicación punto de medición Calle 153 con Avenida Novena. Adaptado por El Autor

El sitio se encuentra localizado en la zona 2 de la microzonificación sísmica deBogotá, de acuerdo con los límites establecidos en el decreto 193 de 2006. Sinembargo, con base en los datos de exploración del subsuelo, el ensayo geofísico ylos resultados del estudio, se decidió que el sitio corresponde a la zona 3 y es unperfil típico de ésta, de acuerdo con el numeral 10 del artículo 4 del decreto 193 de

2006.

Para la exploración del subsuelo se realizaron seis (6) perforaciones quealcanzaron profundidades comprendidas entre 10 y 50 m bajo la superficie, sobrelas cuales se realizó una descripción visual a lo largo del perfil y se realizaronensayos de resistencia a la penetración estándar SPT y ensayo de veleta in situ.Se obtuvo buen número de muestras remoldeadas para su clasificación visual ypara efectuar en el laboratorio ensayos de clasificación y humedad.

En la figura No 4-12, se ilustra el comportamiento de las velocidades de onda Vs,para el perfil de suelo, obtenidas a partir de ensayos de Down Hole.




EN BOGOTA D.C.

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Figura No. 4-12 Vs del ensayo Down Hole del sitio de estudio, los valores de Vs adoptados hasta 50 m,Vs correlación con el SPT (GEC-2005), Vs de ensayos Down Hole en proyectos cercanos: Belmira.

(Jeoprobe, 2009)




EN BOGOTA D.C.

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CURVAS DE ATENUACIÓN DE LOS REGISTROS

En este capítulo se expondrá y analizarán todos los registros efectuados encampo, teniendo en cuenta las condiciones particulares para cada punto evaluado.

Cada registro cuenta con un formato de análisis e interpretación de resultados, elcual se encuentra como anexo a este documento e identificado para cada puntode medición. Tanto la adquisición e interpretación de las señales obtenidas seanalizó con Labview, como software de adquisición e interpretación de datos, talcomo se ilustra en la figura No 5-1.

Cada gráfica incluida dentro de la figura No 5-1, se identifica con el número delacelerómetro, tal como se describió en la metodología (Figuras 1-6, 1-7 y 1-8). Deigual forma se presenta el espectro de Fourier correspondiente a cadaacelerómetro, junto con los valores máximos de aceleración, frecuencia y

velocidad de cada señal.Buscando tener mayor claridad en la interpretación de los resultados, cada registrocomo el señalado en la Figura No 5-1, se dividió en tres ventanas de tiemporepresentativas, donde se identifican los valores máximos y ruidos ambientales ofuentes de menor magnitud de incidencia, los formatos se identifican así:

1. Análisis de todo el registro2. Análisis de ruido base para identificar la incidencia mínima de ondas

ambientales.3. Análisis de la señal representativa de todo el tiempo registrado.




EN BOGOTA D.C.

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Figura No. 5-1 Modelo del Software de interpretación de datos. Registro Calle 46 con Av Caracas. ElAutor

Dentro del formato de anexo para cada registro se encuentra una tabla resumende los datos más relevantes del registro, tal como se indica en la Tabla No 5.1.

Tabla No. 5.1 Velocidades de propagación (Anexo, Calle 46 con Caracas; Registro 18, nombre de lahoja de Microsoft Excel 18). (Fuente: El Autor)

A continuación se hace una descripción correspondiente para cada columna de latabla 5.1

Columna 1: Corresponde a la identificación de cada acelerómetro en elregistro.

Aceler. Distancia Acel. Max. Acel. Min Tiempo Veloc. Vehículo Tipo de Frec. Max VPP

No. m mg mg s km/h Vehículo Hz mm/s

0 0,5 0,5 17,5 50 9,89 0,648

1 15 15,0 17,5 50 11,37 0,349

2 30 15,0 17,5 50 10,91 0,056

3 45 15,0 17,5 50 12,69 0,047

0,4090 -0,3620 Transmilenio







EN BOGOTA D.C.

56

Columna 2: Distancia a la cual están ubicados los acelerómetros. Para latabla 5-1 los cuatro acelerómetros se encuentran a una distancia de 0,5 m;el acelerómetro 0 y 1 están en posición vertical, el acelerómetro 2 enposición longitudinal y el 3 está en posición transversal a la fuente.

Columnas 3 y 4: Corresponde a la aceleración máxima y mínima,correspondientes a los valores máximos encontrados en las ventanas de laFigura 5-1, margen izquierda; cada ventana corresponde a cadaacelerómetro, por ejemplo acelerómetro 0, 1, 2 y 3.

Columna 5: El tiempo corresponde, a un promedio de registros obtenidosen los registros de videos, para en una longitud medida en campo, con el finde obtener velocidades promedio de los vehículos.

Columna 6: Velocidad aproximada del vehículo: Esta velocidad se obtuvopor medio de la realización de un video en el instante del registro, ytomando una distancia visible de referencia, y posterior a esto, su pudieraestimar la velocidad a la cual viajaba el vehículo

Columna 7: Tipo de vehículo: El tipo de vehículo se identifico comoTransmilenio y en algunos casos se tomo como referencia la Figuranomenclatura Nacional adoptada en la Figura No 5-2.

Columna 8: Corresponde a la Frecuencia máxima del registro, a partir delespectro de Fourier.

Columna 9: Con el software de Labview, se integro la aceleración con el finde obtener la velocidad de la partícula.

Figura No. 5-2 Clasificación de vehículos. (Castellanos & Rojas, 2005)




EN BOGOTA D.C.

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Continuando con el formato de registro se encuentran tres gráficas (véase FiguraNo 5-3) donde se presenta gráficamente los valores en función de la distancia delacelerómetro para la velocidad pico de la partícula, frecuencia máxima yaceleración máxima, obtenidos para cada registro. Se aclara que no es una gráfica

de frecuencias, solo es una forma práctica para evaluar la información.

Figura No. 5-3 Gráfica de valores máximos. (Fuente: El autor).

Se adopto un modelo de atenuación de la velocidad y aceleración de acuerdo a lopropuesto por (Haoa, 2001), Ecuación 3.1. Los valores de α y n, se adoptaronsegún las características del suelo. (Bahrekazemi, 2004). Véase tablas 5.2 y 5.3.

Tabla No. 5.2 Valores de atenuación geométrica n. (Bahrekazemi, 2004)

Tabla No. 5.3 Factor de amortiguamiento del material. (Bahrekazemi, 2004)

En la Figura 5-4 se identifica el comportamiento para cada señal frente al valormedido de la velocidad y aceleración, con respecto al modelo planteado deatenuación el cual se ajusto obteniendo valores para cada uno de los puntos comose describe en la tabla No

Tabla No. 5.4 Determinación de los valores de n y α según ecuación de atenuación (Fuente: El Autor)

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,5 15,0 15,0 15,0

V P P ( m m / s )

Distancia (m)

Distancia Vs VPP

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0

0,5 15,0 15,0 15,0

F r e c u e n c i a ( H z )

Distancia (m)

Distancia Vs Frec Máx

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

0,5 15,0 15,0 15,0 A c e l e r a c i ó n m a x .

( m g )

Distancia (m)

Distancia Vs Aceleración Máx




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La Figura 5-4, corresponde a los valores normalizados los cuales corresponden alas relaciones de A/Ao y V/Vo, siendo A la aceleración registrada por losacelerómetros a determinada distancia de la fuente y Ao la aceleración registradaen posición vertical a la menor distancia o punto de referencia con respecto a lafuente, y lo anterior para cada una de las disposiciones de los acelerómetros

Figura No. 5-4 Atenuación de la velocidad y aceleración. (Fuente: El autor).

Otro de los parámetros determinado corresponde al valor de seudodesplazamientopara cada acelerómetro tal como se indica en la Tabla 5.5.

Tabla No. 5.5 Determinación del seudodesplazamiento (Fuente: El Autor)

Como ya se menciono anteriormente se presentan tablas resumen para cadapunto de medición teniendo en cuenta la posición de cada uno de los

Máximo Correlación Mínimo Correlación

1 Calle 40 con 7a 2 0,5 0,00570 0,296 -0,0085 0,326

2 Calle 46 con Av Caracas 2 0,5 0,05870 0,478 -0,0002 0,895

3 Av. Suba con calle 127 4 0,5 0,00637 0,414 0,0027 0,511

4 Calle 136 con Autonorte 3 0,5 0,01452 0,876 0,0128 0,353

5 Calle 148 con Autonorte 3 0,5 0,03568 0,684 0,0171 0,694

6 Calle 153 con Av. 9a 3 0,5 0,00978 0,0098

nPUNTO

αZONA

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,1 1,0 10,0 100,0

N o r m a l i z a d o s

Distancia (m)

Vpp

Vertical

Longitudinal

Transversal

Modelo

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,1 1,0 10,0 100,0

N o r m a l i z a d o s

Distancia (m)

Aceleración

Vertical

Longitudinal

Transversal

Modelo

Aceler. Sd Frecuencia

No.

0 0,5 0,5

1 15 45,0

2 30 45,0

3 45 45,0 0,00004 579,7753

0,00028 587,8652

1E-06

ciclos/min

Distancia

m m

1E-05

Sd

0,00050 737,5281

0,00005 578,4269

in

7E-06

1E-06

2)2(

max

f

ASd




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acelerómetros, a continuación se presenta un ejemplo del análisis para el punto demedición 1, el cual corresponde al realizado en la calle 40 con carrera 7ª.

5.1 PUNTO DE MEDICIÓN 1. CALLE 40 CON CARRERA 7ª.Análisis resumido para todos lo registro evaluados de acuerdo a la posición yubicación de los acelerómetros.

5.1.1 Análisis de todo el registro – Posición vertical de los acelerómetros.En la tabla No 5.6, se presentan los valores obtenidos debidamente identificadospara la interpretación de los resultados. El acelerómetro 0, se encuentra a unadistancia de 12 metros con respecto a la fuente, y el valor de mayor distancia esde aproximadamente 100 m. Es importante aclarar que la normalización se realizocon respecto al valor obtenido en el acelerómetro “0”.

Tabla No. 5.6 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, todo el registro (Fuente: El Autor)

Acel. Distan Vpp Amax Frec Veloc. Vpp Acel Sd Frec. V Amod. Vpp_mod Amod.

m mm/s mg Hz km/h N orm. N orm. in Ciclos/min mm/s mg No rm. No rm.

0 12 0,093 0,701 36,57 42,489 1 1 0,0000 2194,1 0,093 0,701 1 1

0 12 0,645 7,409 10,93 -- 1 1 0,0006 655,6 0,645 7,409 1 1

0 12 0,143 0,756 9,14 -- 1 1 0,0001 548,4 0,143 0,756 1 1

1 50 0,139 1,257 12,77 42,489 1,495 1,793 0,0001 766,3 0,010 0,075 0,10715 0,10715

1 50 0,38 2,59 9,45 -- 0,589 0,350 0,0003 567,2 0,069 0,794 0,10715 0,10715

1 50 0,137 1,177 11,60 -- 0,958 1,557 0,0001 696,0 0,015 0,081 0,10715 0,10715

2 80 0,112 1,583 13,17 42,489 1,205 2,258 0,0001 790,3 0,002 0,018 0,02551 0,02551

2 80 0,432 2,31 10,93 -- 0,670 0,312 0,0002 655,6 0,016 0,189 0,02551 0,02551

2 80 0,0532 1,134 10,95 -- 0,372 1,500 0,0001 656,9 0,004 0,019 0,02551 0,02551

3 1 00 0 ,0 88 5 1 ,1 61 2 4,1 2 42,4 89 0 ,9 52 1,65 6 0,0 00 0 14 47 ,2 0 ,0 01 0 ,0 07 0 ,0 10 25 0 ,0 10 25

3 100 0,242 1,51 12,08 -- 0,375 0,204 0,0001 725,1 0,007 0,076 0,01025 0,01025

3 100 0,0589 0,882 17,11 -- 0,412 1,167 0,0000 1026,7 0,001 0,008 0,01025 0,01025

0 12 0,133 1,32 13,32 -- 1 1 0,0001 799,0 0,133 1,320 1 1

0 12 0,291 2,584 15,31 -- 1 1 0,0001 918,6 0,291 2,584 1 1

0 12 0,19 1,387 13,18 -- 1 1 0,0001 791,0 0,190 1,387 1 1

1 32 0,15 1,312 12,30 -- 1,128 0,994 0,0001 738,0 0,037 0,363 0,27516 0,27516

1 32 0,183 1,186 12,81 -- 0,629 0,459 0,0001 768,8 0,080 0,711 0,27516 0,27516

1 32 0,0786 0,638 13,86 -- 0,414 0,460 0,0000 831,7 0,052 0,382 0,27516 0,27516

2 49 0,0864 1,054 14,98 -- 0,649 0,798 0,0000 899,0 0,015 0,149 0,11265 0,11265

2 49 0,13 1,15 13,77 -- 0,447 0,445 0,0001 825,9 0,033 0,291 0,11265 0,11265

2 49 0,0286 0,825 13,58 -- 0,150 0,595 0,0000 815,0 0,021 0,156 0,11265 0,11265

3 62 0,0413 0,717 29,62 -- 0,311 0,543 0,0000 1777,0 0,008 0,079 0,05954 0,05954

3 62 0,0688 2,243 12,74 -- 0,237 0,868 0,0001 764,7 0,017 0,154 0,05954 0,05954

3 62 0,075 1,187 29,60 -- 0,394 0,856 0,0000 1776,0 0,011 0,083 0,05954 0,05954

Modelo NúmericoMedido




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5.1.2 Análisis de ruido base – Posición vertical de los acelerómetros.En la tabla No 5.7, se presentan los valores obtenidos en cada registro. Para cadauno de los registros efectuados se realiza una ventana de tiempo con el fin deanalizar un posible ruido base o ruido ambiental. Es importante aclarar que la

normalización se realizo con respecto al valor obtenido en el acelerómetro “0”. Tabla No. 5.7 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, ruido base (Fuente: El Autor)

5.1.3 Análisis de señal representativa – Posición vertical de losacelerómetros.

En la tabla No 5.8, se presentan los valores obtenidos en cada registro. Para cadauno de los registros efectuados se realiza una ventana de tiempo con el fin deanalizar un valor máximo de aceleración. Es importante aclarar que la

normalización se realizo con respecto al valor obtenido en el acelerómetro “0”.

Acel. Distan Vpp Amax Frec Veloc. Vpp Acel Sd Frec. V Amod. Vpp_mod Amod.

m mm/s mg Hz km/h N orm. N orm. in Ciclos/min mm/s mg No rm. No rm.

0 12 0,0281 0,365 11,80 -- 1 1 0,0000 708,0 0,028 0,365 1 1

0 12 0,0303 0,453 13,20 -- 1 1 0,0000 792,0 0,030 0,453 1 1

0 12 0,0609 0,44 14,40 -- 1 1 0,0000 864,0 0,061 0,440 1 1

1 32 0,0231 0,552 12,60 -- 0,821 1,512 0,0000 756,0 0,008 0,100 0,27516 0,27516

1 32 0,06 0,725 16,20 -- 1,980 1,986 0,0000 972,0 0,008 0,125 0,29700 0,34150

1 32 0,0315 0,223 14,20 -- 0,517 0,611 0,0000 852,0 0,017 0,121 0,59666 0,33170

2 49 0,0249 0,487 15,80 -- 0,886 1,334 0,0000 948,0 0,003 0,041 0,11265 0,112652 49 0,0746 0,807 13,80 -- 2,659 2,211 0,0000 828,0 0,003 0,051 0,12159 0,13981

2 49 0,0074 0,437 14,60 -- 0,263 1,197 0,0000 876,0 0,007 0,050 0,24428 0,13580

3 62 0,0151 0,325 18,60 -- 0,537 0,890 0,0000 1116,0 0,0017 0,022 0,05954 0,05954

3 62 0,0688 2,243 29,80 -- 2,452 6,145 0,0000 1788,0 0,0018 0,027 0,06427 0,07389

3 62 0,0292 0,601 20,20 -- 1,041 1,647 0,0000 1212,0 0,0036 0,026 0,12911 0,07177

0 12 0,0281 0,365 11,80 -- 1 1 0,0000 708,0 0,028 0,365 1 1

0 12 0,0303 0,453 13,20 -- 1 1 0,0000 792,0 0,030 0,453 1 1

0 12 0,0609 0,44 14,40 -- 1 1 0,0000 864,0 0,061 0,440 1 1

1 32 0,0231 0,552 12,60 -- 0,821 1,512 0,0000 756,0 0,008 0,100 0,27516 0,27516

1 32 0,06 0,725 16,20 -- 1,980 1,986 0,0000 972,0 0,008 0,125 0,29700 0,34150

1 32 0,0315 0,223 14,20 -- 0,517 0,611 0,0000 852,0 0,017 0,121 0,59666 0,33170

2 49 0,0249 0,487 15,80 -- 0,886 1,334 0,0000 948,0 0,003 0,041 0,11265 0,11265

2 49 0,0746 0,807 13,80 -- 2,659 2,211 0,0000 828,0 0,003 0,051 0,12159 0,13981

2 49 0,0074 0,437 14,60 -- 0,263 1,197 0,0000 876,0 0,007 0,050 0,24428 0,13580

3 62 0,0151 0,325 18,60 -- 0,537 0,890 0,0000 1116,0 0,0017 0,022 0,05954 0,05954

3 62 0,0688 2,243 29,80 -- 2,452 6,145 0,0000 1788,0 0,0018 0,027 0,06427 0,07389

3 62 0,0292 0,601 20,20 -- 1,041 1,647 0,0000 1212,0 0,0036 0,026 0,12911 0,07177





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Tabla No. 5.8 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, señal representativa (Fuente: El Autor)

En la Figura No 5-5 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0,65 mm/s y 0,29 mm/s, para todo elregistro y señal representativa respectivamente. Si se analizara la Figura 44 a1, seobserva unos valores máximos atípicos a la tendencia señalada, los cuales estánasociados según la evidencia del video a impactos de la construcción aledañacomo del paso a distancias menores a un metro por persona.

De igual forma la Figura 5-5 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valores

máximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 7.4 mg, y para la señalrepresentativa un valor 2.6 mg, la gráfica b2, es el ruido baso determinado en cadauno de los registros.

Acel. Distan Vpp Amax Frec Veloc. Vpp Acel Sd Frec. V Amod. Vpp_mod Amod.m mm/s mg Hz km/h N orm. N orm. in Ciclos/min mm/s mg No rm. No rm.

0 12 0,119 1,333 12,59 -- 1 1 0,0001 755,4 0,119 1,333 1 1

0 12 0,294 2,587 15,31 -- 1 1 0,0001 918,5 0,294 2,587 1 1

0 12 0,155 1,394 13,69 -- 1 1 0,0001 821,4 0,155 1,394 1 1

1 32 0,0588 0,696 13,02 -- 0,494 0,522 0,0000 781,1 0,033 0,367 0,27516 0,27516

1 32 0,11 0,844 12,45 -- 0,924 0,633 0,0001 746,8 0,081 0,712 0,67980 0,53401

1 32 0,0686 0,62 11,85 -- 0,577 0,465 0,0000 711,2 0,043 0,384 0,35840 0,28775

2 49 0,0755 0,512 14,45 -- 0,634 0,384 0,0000 867,0 0,013 0,150 0,11265 0,11265

2 49 0,0804 0,962 13,02 -- 0,676 0,722 0,0001 781,1 0,033 0,291 0,27832 0,21863

2 49 0,0596 0,829 14,86 -- 0,501 0,622 0,0000 891,5 0,017 0,157 0,14673 0,11781

3 62 0,0269 0,336 12,45 -- 0,226 0,252 0,0000 746,8 0,0071 0,079 0,05954 0,05954

3 62 0,0336 0,596 15,45 -- 0,282 0,447 0,0000 927,0 0,0175 0,154 0,14710 0,11555

3 62 0,0178 0,373 17,03 -- 0,149 0,280 0,0000 1021,7 0,0092 0,083 0,07755 0,06226

0 12 0,092 0,438 13,71 42,489 1 1 0,0000 822,8 0,092 0,438 1 1

0 12 0,116 0,379 9,11 -- 1 1 0,0000 546,5 0,116 0,379 1 1

0 12 0,0556 0,327 18,31 -- 1 1 0,0000 1098,7 0,056 0,327 1 1

1 50 0,138 1,282 10,91 42,489 1,499 2,927 0,0001 654,7 0,010 0,047 0,10715 0,10715

1 50 0,101 0,885 11,71 -- 1,097 2,021 0,0001 702,7 0,012 0,041 0,13503 0,09271

1 50 0,135 1,185 11,59 -- 1,467 2,705 0,0001 695,3 0,006 0,035 0,06466 0,07999

2 80 0 ,0477 0,803 11,21 4 2,489 0,518 1,833 0 ,0001 672,7 0,002 0,011 0,02551 0,02551

2 80 0,0384 0,56 16,52 -- 0,417 1,279 0,0000 991,0 0,003 0,010 0,03215 0,02208

2 80 0,0409 0,381 11,02 -- 0,444 0,870 0,0000 660,9 0,001 0,008 0,01540 0,01905

3 100 0 ,0356 0,4 16,72 4 2,489 0,386 0,913 0 ,0000 1 003,0 0 ,0009 0,004 0,01025 0,01025

3 100 0,0115 0,198 9,31 -- 0,125 0,452 0,0000 558,6 0,0012 0,004 0,01292 0,00887

3 100 0,0582 0,914 27,47 -- 0,632 2,087 0,0000 1648,1 0,0006 0,003 0,00619 0,00766





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Figura No. 5-5 Atenuación de la velocidad y aceleración. Vpp para todo el registro (a1); Vpp para elruido base (b1) y señal representativa (c1). Amax para todo el registro (a2); Amax para el ruido base

(b2) y Amax señal representativa (c2). (Fuente: El autor).

Donde:

Vpp: Corresponde a línea de tendencia de los valores de velocidad,obtenidos a partir de la integración de la señal de aceleración medida encampo.

Amax: Corresponde a la línea de tendencia de los valores medidos de

aceleración. Vpp_mod: Corresponde a los valores determinados según la Ecuación 3.1. Amod: Corresponde a los valores determinados según la Ecuación 3.1.

La Figura 5-6 a, b y c indican el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-6 a




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corresponde a los valores de todo el registro, 5-6 b al ruido base y 5-6 c a la señalrepresentativa.

Se observa que normalizando los resultados con respecto al acelerómetro “0”, nose evidencia una tendencia clara en la disminución del parámetro evaluado conrespecto a la distancia.

Figura No. 5-6 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), Ruido Base(b) y señal representativa (c). (Fuente: El autor).

5.1.4 Análisis de todo el registro – Evaluando las tres componentes

5.1.4.1 Posición verticalEl análisis de la información se realizó evaluando las tres componentes porseparado, recordando, los acelerómetros 0 y 1, corresponden a la posiciónvertical. La información se presenta en las tablas 5.9, 5.10 5.11, para todo elregistro, ruido base y señal representativa respectivamente. El acelerómetro de




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menor distancia con respecto a la fuente se encuentra a 12 m, y el mas lejano 50m.

Tabla No. 5.9 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, todo el registro,acelerómetros verticales (0 y 1). (Fuente: El Autor).

Tabla No. 5.10 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, ruido base, acelerómetrosverticales (0 y 1). (Fuente: El Autor).

Reg. A cel. Distan Vpp Amax Frec Veloc. Vpp Acel Sd Frec. V Amod. Vpp_mod Amod.

m mm/s mg Hz km/h N orm . N orm . in Ciclos/min mm/s mg No rm. No rm.

20 0 12 0,182 1,593 10,66 -- 1,00 1,00 0,0001 639,5 0,182 1,593 1,000 1,000

20 1 12 0,178 1,563 10,66 -- 0,98 0,98 0,0001 639,5 0,182 1,593 1,000 1,000

33 0 12 0,173 1,553 12,79 -- 1,00 1,00 0,0001 767,1 0,173 1,553 1,000 1,000

33 1 12 0,171 1,5 12,79 -- 0,99 0,98 0,0001 767,1 0,173 1,553 1,000 1,000

32 0 12 0,13 1,34 12,43 -- 1,00 1,00 0,0001 745,8 0,130 1,340 1,000 1,000

32 1 12 0,135 1,4 12,43 -- 1,04 1,05 0,0001 745,8 0,130 1,340 1,000 1,000

31 0 12 0,189 1,231 13,17 -- 1,00 1,00 0,0001 790,1 0,189 1,231 1,000 1,000

31 1 37 0,156 2,584 13,94 -- 0,83 2,10 0,0001 836,2 0,040 0,258 0,210 0,210

30 0 12 0,22 1,988 11,47 -- 1,00 1,00 0,0001 688,2 0,220 1,988 1,000 1,000

30 1 37 0,0857 0,7 11,49 -- 0,39 0,34 0,0000 689,6 0,046 0,416 0,210 0,210

29 0 12 0,527 4,139 12,73 -- 1,00 1,00 0,0003 763,6 0,527 4,139 1,000 1,00029 1 37 0,176 1,2 11,60 -- 0,33 0,30 0,0001 696,0 0,110 0,867 0,210 0,210

28 0 12 0,254 1,795 13,29 -- 1,00 1,00 0,0001 797,3 0,254 1,795 1,000 1,000

28 1 50 0,0636 0,623 13,55 -- 0,25 0,35 0,0000 813,0 0,027 0,192 0,107 0,107

12 0 12 0,21 1,934 12,37 -- 1,00 1,00 0,0001 742,2 0,210 1,934 1,000 1,000

12 1 50 0,0704 0,7 29,59 -- 0,34 0,36 0,0000 1775,4 0,023 0,207 0,107 0,107

26 0 12 0,21 1,934 12,37 -- 1,00 1,00 0,0001 742,2 0,210 1,934 1,000 1,000

26 1 50 0,0704 0,7 29,59 -- 0,34 0,36 0,0000 1775,4 0,023 0,207 0,107 0,107




20 0 12 0,065 0,473 12,83 -- 1,00 1,00 0,0000 770,0 0,065 0,473 1,000 1,000

20 1 12 0,067 0,509 12,83 -- 1,03 1,08 0,0000 770,0 0,065 0,473 1,000 1,000

33 0 12 0,0658 0,494 14,15 -- 1,00 1,00 0,0000 849,2 0,066 0,494 1,000 1,000

33 1 12 0,0665 0,5 14,15 -- 1,01 1,05 0,0000 849,2 0,066 0,494 1,000 1,000

32 0 12 0,0424 0,432 9,00 -- 1,00 1,00 0,0001 540,0 0,042 0,432 1,000 1,000

32 1 12 0,0426 0,4 9,00 -- 1,00 1,00 0,0001 540,0 0,042 0,432 1,000 1,000

31 0 12 0,0775 0,488 13,50 -- 1,00 1,00 0,0000 810,0 0,078 0,488 1,000 1,000

31 1 37 0,0179 0,236 13,00 -- 0,23 0,48 0,0000 780,0 0,016 0,102 0,210 0,210

30 0 12 0,0146 0,311 10,88 -- 1,00 1,00 0,0000 652,5 0,015 0,311 1,000 1,000

30 1 37 0,0112 0,2 11,88 -- 0,77 0,66 0,0000 712,5 0,003 0,065 0,210 0,210

29 0 12 0,19 1,44 13,00 -- 1,00 1,00 0,0001 780,0 0,190 1,440 1,000 1,000

29 1 37 0,0832 0,5 11,63 -- 0,44 0,35 0,0000 697,5 0,040 0,302 0,210 0,210

28 0 12 0,08 0,576 13,00 -- 1,00 1,00 0,0000 780,0 0,080 0,576 1,000 1,000

28 1 50 0,0318 0,415 16,13 -- 0,40 0,72 0,0000 967,5 0,009 0,062 0,107 0,107

27 0 12 0,0421 0,43 10,80 -- 1,00 1,00 0,0000 6 48,0 0,042 0,430 1,000 1,000

27 1 50 0,0142 0,2 13,60 -- 0,34 0,49 0,0000 816,0 0,005 0,046 0,107 0,107

26 0 12 0,0421 0,43 10,80 -- 1,00 1,00 0,0000 6 48,0 0,042 0,430 1,000 1,000

26 1 50 0,0142 0,2 13,60 -- 0,34 0,49 0,0000 816,0 0,005 0,046 0,107 0,107





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Tabla No. 5.11 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, señal representativa,acelerómetros verticales (0 y 1). (Fuente: El Autor).

En la Figura No 5-7 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0,52 mm/s y 0,59 mm/s, para todo elregistro y señal representativa respectivamente.

De igual forma la figura 5-7 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 4.1 mg a 12 metros con respecto ala fuente y de 0,6 mg a 50 metros con respecto a la fuente. Este último valor sedebe tener en cuenta que similar al obtenido por ruido base (b2), con valor de 0,4mg a 50 metros, lo cual permite deducir que este el valor máximo obtenido en laseñal representativa a mayor longitud, puede estar asociado a ruido base.



20 0 12 0,194 1,596 10,64 -- 1,00 1,00 0,0001 638,3 0,194 1,596 1,000 1,00020 1 12 0,19 1,563 10,64 -- 0,98 0,98 0,0001 638,3 0,194 1,596 1,000 1,000

33 0 12 0,168 1,304 13,27 -- 1,00 1,00 0,0001 796,0 0,168 1,304 1,000 1,000

33 1 12 0,171 1,3 13,27 -- 1,02 1,02 0,0001 796,0 0,168 1,304 1,000 1,000

32 0 12 0,118 1,329 13,24 -- 1,00 1,00 0,0001 794,2 0,118 1,329 1,000 1,000

32 1 12 0,125 1,4 13,24 -- 1,06 1,06 0,0001 794,2 0,118 1,329 1,000 1,000

31 0 12 0,0729 1,238 12,89 -- 1,00 1,00 0,0001 773,5 0,073 1,238 1,000 1,000

31 1 37 0,162 2,552 15,64 -- 2,22 2,06 0,0001 938,7 0,015 0,259 0,210 0,210

30 0 12 0,209 1,995 11,39 -- 1,00 1,00 0,0002 683,6 0,209 1,995 1,000 1,000

30 1 37 0,102 0,7 11,55 -- 0,49 0,34 0,0000 692,8 0,044 0,418 0,210 0,210

29 0 12 0,59 4,122 11,44 -- 1,00 1,00 0,0003 686,7 0,590 4,122 1,000 1,000

29 1 37 0,114 1,2 11,59 -- 0,19 0,30 0,0001 695,3 0,124 0,864 0,210 0,210

28 0 12 0,275 1,789 12,21 -- 1,00 1,00 0,0001 732,7 0,275 1,789 1,000 1,000

28 1 50 0,0651 0,628 13,51 -- 0,24 0,35 0,0000 810,8 0,029 0,192 0,107 0,107

27 0 12 0,223 1,927 12,41 -- 1,00 1,00 0,0001 744,7 0,223 1,927 1,000 1,000

27 1 50 0,0303 0,4 12,61 -- 0,14 0,19 0,0000 756,8 0,024 0,206 0,107 0,107

26 0 12 0,223 1,927 12,41 -- 1,00 1,00 0,0001 744,7 0,223 1,927 1,000 1,000

26 1 50 0,0303 0,4 12,61 -- 0,14 0,19 0,0000 756,8 0,024 0,206 0,107 0,107





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(b2) y Amax señal representativa (c2). Correspondientes a los acelerómetros 0 y 1 que se encuentranen posición vertical. (Fuente: El autor).

La Figura 5-8 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-8 acorresponde a los valores de todo el registro, 5-8 b al ruido base y 5-8 c señalrepresentativa.

Se observa que normalizando los resultados con respecto al acelerómetro “0”, nose evidencia una tendencia clara en la disminución del parámetro evaluado conrespecto a la distancia.




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Figura No. 5-8 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), Ruido Base(b) y señal representativa (c), para acelerómetros en posición vertical. (Fuente: El autor).

5.1.4.2 Posición LongitudinalEl acelerómetro en posición longitudinal se identifica como acelerómetro No. 2. La

información se presenta en las tablas 5.12, 5.13 5.14, para todo el registro, ruidobase y señal representativa respectivamente. El acelerómetro de menor distanciacon respecto a la fuente se encuentra a 12 m, y el más lejano 50 m.




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Tabla No. 5.12 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, todo el registro,acelerómetros 2. (Fuente: El Autor).

Tabla No. 5.13 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, ruido base, acelerómetro 2.(Fuente: El Autor).

Reg. A cel. Distan Vpp Amax Frec Veloc. Vpp Acel Sd Frec. V Amod. Vpp_mod Amod.m mm/s mg Hz km/h N orm . N orm . in Ciclos/min mm/s mg No rm. No rm.

20 0 12 0,182 1,593 10,66 -- 1,00 1,00 0,0001 639,5 0,182 1,593 1,000 1,000

20 2 12 0,0419 0,322 16,88 -- 0,23 0,20 0,0000 1012,9 0,182 1,593 1,000 1,000

33 0 12 0,173 1,553 12,79 -- 1,00 1,00 0,0001 767,1 0,173 1,553 1,000 1,000

33 2 12 0,0375 0,337 10,77 -- 0,22 0,22 0,0000 646,3 0,173 1,553 1,000 1,000

32 0 12 0,13 1,34 12,43 -- 1,00 1,00 0,0001 745,8 0,130 1,340 1,000 1,000

32 2 12 0,0296 0,3 10,40 -- 0,23 0,23 0,0000 624,0 0,130 1,340 1,000 1,000

31 0 12 0,189 1,231 13,17 -- 1,00 1,00 0,0001 790,1 0,189 1,231 1,000 1,000

31 2 37 0,097 1,038 11,78 -- 0,51 0,84 0,0001 706,6 0,040 0,258 0,210 0,210

30 0 12 0,22 1,988 11,47 -- 1,00 1,00 0,0001 688,2 0,220 1,988 1,000 1,000

30 2 37 0,0449 0,3 11,49 -- 0,20 0,15 0,0000 689,6 0,046 0,416 0,210 0,210

29 0 12 0,527 4,139 12,73 -- 1,00 1,00 0,0003 763,6 0,527 4,139 1,000 1,000

29 2 37 0,0477 0,3 12,97 -- 0,09 0,08 0,0000 778,1 0,110 0,867 0,210 0,210

28 0 12 0,254 1,795 13,29 -- 1,00 1,00 0,0001 797,3 0,254 1,795 1,000 1,000

28 2 50 0,0172 0,266 22,05 -- 0,07 0,15 0,00001 1323,0 0,027 0,192 0,107 0,107

12 0 12 0,21 1,934 12,37 -- 1,00 1,00 0,0001 742,2 0,210 1,934 1,000 1,000

12 2 50 0,0318 0,3 23,13 -- 0,15 0,17 0,0000 1387,7 0,023 0,207 0,107 0,107

26 0 12 0,21 1,934 12,37 -- 1,00 1,00 0,0001 742,2 0,210 1,934 1,000 1,000

26 2 50 0,0318 0,3 23,13 -- 0,15 0,17 0,0000 1387,7 0,023 0,207 0,107 0,107




20 0 12 0,065 0,473 12,83 -- 1,00 1,00 0,0000 770,0 0,065 0,473 1,000 1,000

20 2 12 0,0112 0,109 23,17 -- 0,17 0,23 0,0000 1390,0 0,065 0,473 1,000 1,000

33 0 12 0,0658 0,494 14,15 -- 1,00 1,00 0,0000 849,2 0,066 0,494 1,000 1,000

33 2 12 0,0134 0,102 12,92 -- 0,20 0,21 0,0000 775,4 0,066 0,494 1,000 1,000

32 0 12 0,0424 0,432 9,00 -- 1,00 1,00 0,0001 540,0 0,042 0,432 1,000 1,000

32 2 12 0,0152 0,1 9,00 -- 0,36 0,31 0,0000 540,0 0,042 0,432 1,000 1,000

31 0 12 0,0775 0,488 13,50 -- 1,00 1,00 0,0000 810,0 0,078 0,488 1,000 1,000

31 2 37 0,0155 0,0977 17,00 -- 0,20 0,20 0,0000 1020,0 0,016 0,102 0,210 0,210

30 0 12 0,0146 0,311 10,88 -- 1,00 1,00 0,0000 652,5 0,015 0,311 1,000 1,000

30 2 37 0,0084 0,1 11,63 -- 0,57 0,24 0,0000 697,5 0,003 0,065 0,210 0,210

29 0 12 0,19 1,44 13,00 -- 1,00 1,00 0,0001 780,0 0,190 1,440 1,000 1,000

29 2 37 0,0258 0,1 12,75 -- 0,14 0,10 0,0000 765,0 0,040 0,302 0,210 0,210

28 0 12 0,08 0,576 13,00 -- 1,00 1,00 0,0000 780,0 0,080 0,576 1,000 1,00028 2 50 0,0112 0,201 23,00 -- 0,14 0,35 0,00000 1380,0 0,009 0,062 0,107 0,107

27 0 12 0,0421 0,43 10,80 -- 1,00 1,00 0,0000 6 48,0 0,042 0,430 1,000 1,000

27 2 50 0,0143 0,2 22,80 -- 0,34 0,48 0,0000 1368,0 0,005 0,046 0,107 0,107

26 0 12 0,0421 0,43 10,80 -- 1,00 1,00 0,0000 6 48,0 0,042 0,430 1,000 1,000

26 2 50 0,0143 0,2 22,80 -- 0,34 0,48 0,0000 1368,0 0,005 0,046 0,107 0,107





EN BOGOTA D.C.

69

Tabla No. 5.14 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, señal representativa,acelerómetro 2. (Fuente: El Autor).

En la Figura No 5-9 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Se

resaltan valores máximos de velocidad de 0,52 mm/s y 0,59 mm/s para 12 metrosy de 0,5 mm/s para 50 metros de longitud. Este último valor puede compararsecon el obtenido en el ruido base (b1), Una condición similar se presenta para laaceleración (a2 y b2). El valor máximo reportado a 12 metros es de 4.1mg.



20 0 12 0,194 1,596 10,64 -- 1,00 1,00 0,0001 638,3 0,194 1,596 1,000 1,000

20 2 12 0,0206 0,222 17,02 -- 0,11 0,14 0,0000 1021,3 0,194 1,596 1,000 1,000

33 0 12 0,168 1,304 13,27 -- 1,00 1,00 0,0001 796,0 0,168 1,304 1,000 1,000

33 2 12 0,0299 0,308 15,52 -- 0,18 0,24 0,0000 931,2 0,168 1,304 1,000 1,000

32 0 12 0,118 1,329 13,24 -- 1,00 1,00 0,0001 794,2 0,118 1,329 1,000 1,000

32 2 12 0,0339 0,3 17,02 -- 0,29 0,20 0,0000 1021,1 0,118 1,329 1,000 1,000

31 0 12 0,0729 1,238 12,89 -- 1,00 1,00 0,0001 773,5 0,073 1,238 1,000 1,000

31 2 37 0,106 1,026 40,55 -- 1,45 0,83 0,0000 2433,0 0,015 0,259 0,210 0,210

30 0 12 0,209 1,995 11,39 -- 1,00 1,00 0,0002 683,6 0,209 1,995 1,000 1,000

30 2 37 0,0469 0,3 10,08 -- 0,22 0,14 0,0000 605,1 0,044 0,418 0,210 0,210

29 0 12 0,59 4,122 11,44 -- 1,00 1,00 0,0003 686,7 0,590 4,122 1,000 1,000

29 2 37 0,0309 0,3 13,02 -- 0,05 0,08 0,0000 781,1 0,124 0,864 0,210 0,210

28 0 12 0,275 1,789 12,21 -- 1,00 1,00 0,0001 732,7 0,275 1,789 1,000 1,000

28 2 50 0,017 0,245 23,12 -- 0,06 0,14 0,00000 1387,4 0,029 0,192 0,107 0,107

27 0 12 0,223 1,927 12,41 -- 1,00 1,00 0,0001 744,7 0,223 1,927 1,000 1,000

27 2 50 0,019 0,3 21,72 -- 0,09 0,15 0,0000 1303,3 0,024 0,206 0,107 0,107

26 0 12 0,223 1,927 12,41 -- 1,00 1,00 0,0001 744,7 0,223 1,927 1,000 1,000

26 2 50 0,019 0,3 21,72 -- 0,09 0,15 0,0000 1303,3 0,024 0,206 0,107 0,107





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(b2) y Amax señal representativa (c2). Correspondientes al acelerómetro 2, que se encuentran enposición longitudinal. (Fuente: El autor).

La Figura 5-10 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-10 acorresponde a los valores de todo el registro, 5-10 b al ruido base y 5-10 c señalrepresentativa.

Se observa que normalizando los resultados con respecto al acelerómetro “0”, seevidencia una tendencia clara en la disminución del parámetro evaluado conrespecto a la distancia.




EN BOGOTA D.C.

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Figura No. 5-10 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), RuidoBase (b) y señal representativa (c), para acelerómetro 2 longitudinal. (Fuente: El autor).

5.1.4.3 Posición TransversalEl acelerómetro en posición trasnversal se identifica como acelerómetro No. 3. La

información se presenta en las tablas 5.15, 5.16 5.17, para todo el registro, ruidobase y señal representativa respectivamente. El acelerómetro de menor distanciacon respecto a la fuente se encuentra a 12 m, y el más lejano 50 m.




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Tabla No. 5.15 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, todo el registro,acelerómetros 3. (Fuente: El Autor).

Tabla No. 5.16 Cuadro resumen de valores máximos obtenidos, ruido base, acelerómetro 3.(Fuente: El Autor).

Reg. A cel. Distan Vpp Amax Frec Veloc. Vpp Acel Sd Frec. V Amod. Vpp_mod Amod.m mm/s mg Hz km/h N orm . No rm . in Ciclos/min mm/s mg No rm. No rm.

20 0 12 0,182 1,593 10,66 -- 1,00 1,00 0,0001 639,5 0,182 1,593 1,000 1,000

20 3 12 0,0354 0,685 31,60 -- 0,19 0,43 0,0000 1896,0 0,182 1,593 1,000 1,000

33 0 12 0,173 1,553 12,79 -- 1,00 1,00 0,0001 767,1 0,173 1,553 1,000 1,000

33 3 12 0,0411 0,659 31,59 -- 0,24 0,42 0,0000 1895,1 0,173 1,553 1,000 1,000

32 0 12 0,13 1,34 12,43 -- 1,00 1,00 0,0001 745,8 0,130 1,340 1,000 1,000

32 3 12 0,0296 0,3 10,40 -- 0,23 0,23 0,0000 624,0 0,130 1,340 1,000 1,000

31 0 12 0,189 1,231 13,17 -- 1,00 1,00 0,0001 790,1 0,189 1,231 1,000 1,000

31 3 37 0,0572 0,436 13,54 -- 0,30 0,35 0,0000 812,2 0,040 0,258 0,210 0,210

30 0 12 0,22 1,988 11,47 -- 1,00 1,00 0,0001 688,2 0,220 1,988 1,000 1,000

30 3 37 0,0097 0,2 13,54 -- 0,04 0,08 0,0000 812,5 0,046 0,416 0,210 0,210

29 0 12 0,527 4,139 12,73 -- 1,00 1,00 0,0003 763,6 0,527 4,139 1,000 1,000

29 3 37 0,0199 0,2 12,27 -- 0,04 0,05 0,0000 736,4 0,110 0,867 0,210 0,210

28 0 12 0,254 1,795 13,29 -- 1,00 1,00 0,0001 797,3 0,254 1,795 1,000 1,000

28 3 50 0,0165 0,194 13,55 -- 0,07 0,11 0,00001 813,0 0,027 0,192 0,107 0,107

12 0 12 0,21 1,934 12,37 -- 1,00 1,00 0,0001 742,2 0,210 1,934 1,000 1,000

12 3 50 0,0201 0,2 13,57 -- 0,10 0,12 0,0000 814,2 0,023 0,207 0,107 0,107

26 0 12 0,21 1,934 12,37 -- 1,00 1,00 0,0001 742,2 0,210 1,934 1,000 1,000

26 3 50 0,0201 0,2 13,57 -- 0,10 0,12 0,0000 814,2 0,023 0,207 0,107 0,107




20 0 12 0 ,065 0 ,473 12,83 -- 1,00 1,00 0,0000 770,0 0,065 0,473 1,000 1,000

20 3 12 0,0161 0,219 31,67 -- 0,25 0,46 0,0000 1900,0 0,065 0,473 1,000 1,000

33 0 12 0,0658 0,494 14,15 -- 1,00 1,00 0,0000 849,2 0,066 0,494 1,000 1,000

33 3 12 0,0198 0,244 31,69 -- 0,30 0,49 0,0000 1901,5 0,066 0,494 1,000 1,000

32 0 12 0,0424 0,432 9,00 -- 1,00 1,00 0,0001 540,0 0,042 0,432 1,000 1,000

32 3 12 0,0152 0,1 9,00 -- 0,36 0,31 0,0000 540,0 0,042 0,432 1,000 1,000

31 0 12 0,0775 0,488 13,50 -- 1,00 1,00 0,0000 810,0 0,078 0,488 1,000 1,000

31 3 37 0,0111 0,1 14,50 -- 0,14 0,20 0,0000 870,0 0,016 0,102 0,210 0,210

30 0 12 0,0146 0,311 10,88 -- 1,00 1,00 0,0000 652,5 0,015 0,311 1,000 1,000

30 3 37 0,0043 0,1 11,00 -- 0,30 0,18 0,0000 660,0 0,003 0,065 0,210 0,210

29 0 12 0,19 1,44 13,00 -- 1,00 1,00 0,0001 780,0 0,190 1,440 1,000 1,000

29 3 37 0,0099 0,1 11,00 -- 0,05 0,07 0,0000 660,0 0,040 0,302 0,210 0,210

28 0 12 0,08 0,576 13,00 -- 1,00 1,00 0,0000 780,0 0,080 0,576 1,000 1,00028 3 50 0,0165 0,14 13,00 -- 0,21 0,24 0,00001 780,0 0,009 0,062 0,107 0,107

27 0 12 0,0421 0,43 10,80 -- 1,00 1,00 0,0000 648,0 0,042 0,430 1,000 1,000

27 3 50 0,0049 0,1 11,60 -- 0,12 0,16 0,0000 696,0 0,005 0,046 0,107 0,107

26 0 12 0,0421 0,43 10,80 -- 1,00 1,00 0,0000 648,0 0,042 0,430 1,000 1,000

26 3 50 0,0049 0,1 11,60 -- 1,00 1,00 0,0000 696,0 0,005 0,046 0,107 0,107





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resaltan valores máximos de velocidad de 0,52 mm/s y 0,59 mm/s para 12 metrosy de 0,5 mm/s para 50 metros para una longitud de 50 metros. Este último valorpuede compararse con el obtenido en el ruido base (b1), Una condición similar sepresenta para la aceleración (a2 y b2). El valor máximo reportado a 12 metros esde 4.1mg.



20 0 12 0,065 1,596 10,64 -- 1,00 1,00 0,0001 638,3 0,194 1,596 1,000 1,000

20 3 12 0,0161 0,453 31,54 -- 0,25 0,28 0,0000 1892,4 0,194 1,596 1,000 1,000

33 0 12 0,0658 1,304 13,27 -- 1,00 1,00 0,0001 796,0 0,168 1,304 1,000 1,000

33 3 12 0,0198 0,357 31,54 -- 0,30 0,27 0,0000 1892,4 0,168 1,304 1,000 1,000

32 0 12 0,0424 1,329 13,24 -- 1,00 1,00 0,0001 794,2 0,118 1,329 1,000 1,000

32 3 12 0,0152 0,3 17,02 -- 0,36 0,20 0,0000 1021,1 0,118 1,329 1,000 1,000

31 0 12 0,0775 1,238 12,89 -- 1,00 1,00 0,0001 773,5 0,073 1,238 1,000 1,000

31 3 37 0,0111 0,449 24,78 -- 0,14 0,36 0,0000 1486,9 0,015 0,259 0,210 0,210

30 0 12 0,0146 1,995 11,39 -- 1,00 1,00 0,0002 683,6 0,209 1,995 1,000 1,000

30 3 37 0,0043 0,2 11,32 -- 0,30 0,08 0,0000 679,0 0,044 0,418 0,210 0,210

29 0 12 0,19 4,122 11,44 -- 1,00 1,00 0,0003 686,7 0,590 4,122 1,000 1,000

29 3 37 0,0099 0,2 12,30 -- 0,05 0,05 0,0000 738,2 0,124 0,864 0,210 0,210

28 0 12 0,08 1,789 12,21 -- 1,00 1,00 0,0001 732,7 0,275 1,789 1,000 1,000

28 3 50 0,0165 0,133 13,61 -- 0,21 0,07 0,00001 816,8 0,029 0,192 0,107 0,107

27 0 12 0,0421 1,927 12,41 -- 1,00 1,00 0,0001 744,7 0,223 1,927 1,000 1,000

27 3 50 0,0049 0,1 15,82 -- 0,12 0,05 0,0000 948,9 0,024 0,206 0,107 0,107

26 0 12 0,0421 1,927 12,41 -- 1,00 1,00 0,0001 744,7 0,223 1,927 1,000 1,000

26 3 50 0,0049 0,1 15,82 -- 0,12 0,05 0,0000 948,9 0,024 0,206 0,107 0,107





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(b2) y Amax señal representativa (c2). Correspondientes al acelerómetro 3, que se encuentran enposición transversal. (Fuente: El autor).

La Figura 5-12 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-12 (a)corresponde a los valores de todo el registro, 5-12 (b) al ruido base y 5-12 (c)señal representativa.

Se observa que normalizando los resultados con respecto al acelerómetro “0”, seevidencia una tendencia clara en la disminución del parámetro evaluado conrespecto a la distancia y comparado con los registros anteriores.




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Figura No. 5-12 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), RuidoBase (b) y señal representativa (c), para acelerómetro 3 transversal. (Fuente: El autor).

5.2 PUNTO DE MEDICIÓN 2. CALLE 46 CON AVENIDA CARACAS

A continuación se presenta el análisis resumido para todos lo registro evaluadosde acuerdo a la posición y ubicación de los acelerómetros. En los restantes puntosde medición solo se indicaran las curvas de atenuación, las tablas resumen seencuentran dispuestas en los anexos del documento.




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5.2.1 Posición vertical de los acelerómetros.

En la Figura No 5-13 a, b y c, correspondientes a los valores registrados de

velocidad, de la siguiente forma: para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señalrepresentativa (c1), donde se evidencia una atenuación de la velocidad conrespecto a la distancia. Se obtienen valores máximos de velocidad de 0,95 mm/spara 0.5 metros con respecto a la fuente y de y 0,35 mm/s para 90.5 m.

De igual forma la Figura 5-13 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 11.5 mg para 0.5 metros dedistancia de la fuente y para 90.5 m, se tiene 4mg. Si comparamos este últimovalor, con el valor máximo en el análisis de ruido (b2), se tiene que la diferencia esde 3mg, luego si es un valor causado por tráfico.






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La Figura 5-14 a, b y c indican el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-14 (a)corresponde a los valores de todo el registro, 5-14 (b) al ruido base y 5-14 (c) a laseñal representativa.

Figura No. 5-14 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), RuidoBase (b) y señal representativa (c). (Fuente: El autor).




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5.2.2 Evaluación en las tres componentes – Posición vertical

En la Figura No 5-15 a, b y c, corresponden a los valores registrados de velocidad,

para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1), donde seevidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Se resaltanvalores máximos de velocidad de 0,85 mm/s y 0,4 mm/s, para todo el registro yseñal representativa respectivamente.

De igual forma la Figura 5-15 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 10 mg a 0.5 metros con respecto ala fuente y de 2.2 mg a 45 metros con respecto a la fuente. Este último valor sedebe tener en cuenta que similar al obtenido por ruido base (b2), con valor de 1.5mg a 45 metros, lo cual permite deducir que este el valor máximo obtenido en laseñal representativa a mayor longitud, puede estar asociado a ruido base.






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Figura No. 5-16 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), Ruido

Base (b) y señal representativa (c), para acelerómetros en posición vertical. (Fuente: El autor).

5.2.3 Evaluación en las tres componentes – Posición longitudinal

En la Figura No 5-17 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),




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donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0,85 mm/s 0.5 metros y de 0,15 mm/spara 45 metros. Este último valor puede compararse con el obtenido en el ruidobase (b1).








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5.2.4 Evaluación en las tres componentes – Posición transversal

En la Figura No 5-19 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0,85 mm/s 0.5 metros y de 0.5 mm/s a45 metros.




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5.3 PUNTO DE MEDICIÓN 3. AVENIDA SUBA CON CALLE 127

A continuación se presenta el análisis resumido para todos lo registro evaluadosde acuerdo a la posición y ubicación de los acelerómetros.





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En la Figura No 5-21 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, de la siguiente forma: para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señalrepresentativa (c1), donde se evidencia una atenuación de la velocidad conrespecto a la distancia. Se obtienen valores máximos de velocidad de 0,7 mm/s

para 5 metros con respecto a la fuente y de y 0,06 mm/s para 95 m.De igual forma la Figura 5-21 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 7.5 mg para 5 metros de distanciade la fuente y para 95 m, se tiene 0.5 mg. Si comparamos este último valor, con elvalor máximo en el análisis de ruido (b2), no existe diferencia representativa.



La Figura 5-22 a, b y c indican el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-22 (a)




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corresponde a los valores de todo el registro, 5-22 (b) al ruido base y 5-22 (c) a laseñal representativa.



En la Figura No 5-23 a, b y c, corresponden a los valores registrados de velocidad,para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1), donde seevidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Se resaltan




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valores máximos de velocidad de 0,42 mm/s, para todo el registro y señalrepresentativa respectivamente.

De igual forma la Figura 5-23 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 3.7 mg a 0.1 metros con respecto ala fuente y de 0.4 mg a 40 metros con respecto a la fuente. Este último valor sedebe tener en cuenta que similar al obtenido por ruido base (b2), con valor de 0.3mg a 40 metros, lo cual permite deducir que este el valor máximo obtenido en laseñal representativa a mayor longitud, puede estar asociado a ruido base.






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resaltan valores máximos de velocidad de 0,35 mm/s 0.1 metros y de 0,07 mm/spara 40 metros. Este último valor puede compararse con el obtenido en el ruidobase (b1).



La Figura 5-26 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidad

medida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-26 (a)corresponde a los valores de todo el registro, 5-26 (b) al ruido base y 5-26 (c)señal representativa.





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5.3.4 Evaluación en las tres componentes – Posición Transversal


velocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0,85 mm/s 0.1 metros y de 0.05 mm/s a40 metros.




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A continuación se presenta el análisis resumido para todos lo registro evaluadosde acuerdo a la posición y ubicación de los acelerómetros.





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En la Figura No 5-29 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, de la siguiente forma: para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señalrepresentativa (c1), donde se evidencia una atenuación de la velocidad conrespecto a la distancia. Se obtienen valores máximos de velocidad de 0,85 mm/s

para 0.1 metros con respecto a la fuente y de y 0,12 mm/s para 67 m.De igual forma la Figura 5-29 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 8.5 mg para 0.1 metros dedistancia de la fuente y para 67 m, se tiene 0.6 mg. Si comparamos este últimovalor, con el valor máximo en el análisis de ruido (b2), no existe diferenciarepresentativa.



La Figura 5-30 a, b y c indican el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-30 (a)




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corresponde a los valores de todo el registro, 5-30 (b) al ruido base y 5-30 (c) a laseñal representativa.



En la Figura No 5-31 a, b y c, corresponden a los valores registrados de velocidad,para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1), donde seevidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Se resaltanvalores máximos de velocidad de 1.1 mm/s, para todo el registro y señalrepresentativa.




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De igual forma la Figura 5-31 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 7.5 mg a 0.1 metros con respecto ala fuente y de 0.5 mg a 40 metros con respecto a la fuente. Este último valor se

debe tener en cuenta que similar al obtenido por ruido base (b2), con valor de 0.4mg a 40 metros, lo cual permite deducir que este el valor máximo obtenido en laseñal representativa a mayor longitud, puede estar asociado a ruido base.



La Figura 5-32 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-32 (a)




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corresponde a los valores de todo el registro, 5-32 (b) al ruido base y 5-32 (c)señal representativa.


Figura No. 5-32 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), RuidoBase (b) y señal representativa (c), para acelerómetros en posición vertical. (Fuente: El autor).





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velocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 1.1 mm/s 0.1 metros y de 0,08 mm/spara 40 metros. Este último valor puede compararse con el obtenido en el ruidobase (b1).







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En la Figura No 5-35 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),




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donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 1.1 mm/s 0.1 metros y de 0.03 mm/s a40 metros.



La Figura 5-36 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidad





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A continuación se presenta el análisis resumido para todos lo registro evaluadosde acuerdo a la posición y ubicación de los acelerómetros. En este registro sedebe tener en cuenta que sólo se realizo medida en las tres componentes.




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En las Figuras No 5-37 a, b y c, corresponden a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0,81 mm/s, para todo el registro y señalrepresentativa.

De igual forma las Figuras 5-37 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 8.2 mg a 0.1 metros con respecto ala fuente y de 0.5 mg a 40 metros con respecto a la fuente. Este último valor sedebe tener en cuenta que similar al obtenido por ruido base (b2), con valor de 0.4mg a 40 metros, lo cual permite deducir que este el valor máximo obtenido en laseñal representativa a mayor longitud, puede estar asociado a ruido base.






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Las Figuras 5-38 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-38 (a)corresponde a los valores de todo el registro, 5-38 (b) al ruido base y 5-38 (c)señal representativa.





En las Figuras No 5-39 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),




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donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0.82 mm/s 0.1 metros y de 0,04 mm/spara 40 metros. Este último valor puede compararse con el obtenido en el ruidobase (b1).



Las Figuras 5-40 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidad






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En las Figuras No 5-41 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 0.8 mm/s 0.1 metros y de 0.03 mm/s a40 metros.




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104



Las Figuras 5-42 a, b y c indica el comportamiento normalizado para la velocidadmedida, aceleración medida y el modelo (Ecuación 3.1). La Figura 5-42 (a)corresponde a los valores de todo el registro, 5-42 (b) al ruido base y 5-42 (c)señal representativa




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. Figura No. 5-42 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), Ruido

Base (b) y señal representativa (c), para acelerómetro 3 transversal. (Fuente: El autor).

5.6 PUNTO DE MEDICIÓN 6. CALLE 153 CON AVENIDA NOVENA.

A continuación se presenta el análisis resumido para todos lo registro evaluadosde acuerdo a la posición y ubicación de los acelerómetros, y éste en particular

para el paso del tren de la sabana. Es importante aclarar que la lecturacorresponde a un tren de pasajeros. En este registro se debe tener en cuenta quesólo se realizo medida en dos componentes.




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5.6.1 Evaluando dos componentes – Posición Vertical

En las Figuras No 5-43 a, b y c, corresponden a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 13 mm/s, para todo el registro y señalrepresentativa.

De igual forma las Figuras 5-43 a2, b2 y c2, están relacionadas con los valoresmáximos de aceleración medidos a diferentes distancias de la fuente, para todo elregistro (a2), se encuentra un valor máximo de 300 mg a 2.2 metros con respectoa la fuente y de 11 mg a 15 metros con respecto a la fuente.






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Figura No. 5-44 Atenuación de la velocidad y aceleración normalizadas. Todo el registro (a), RuidoBase (b) y señal representativa (c), para acelerómetros en posición vertical. (Fuente: El autor).




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5.6.2 Evaluando dos componentes – Posición Longitudinal

En las Figuras No 5-45 a, b y c, correspondientes a los valores registrados develocidad, para todo el registro (a1), ruido base (b1) y señal representativa (c1),donde se evidencia una atenuación de la velocidad con respecto a la distancia. Seresaltan valores máximos de velocidad de 13 mm/s 2.2 metros y de 0,06 mm/spara 12 metros.







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ANÁLISIS DE RESULTADOS

6.1 COMPARACIÓN DE VALORES MÁXIMOS CON VELOCIDADES DE

CORTE VS DEL SUELO

Teniendo en cuenta los valores de velocidad de corte obtenidos en cada uno delos proyectos, con el fin de identificar características del suelo, empleado comomedio de transmisión de ondas para cada punto de medición, se obtuvo unavelocidad de corte Vs promedio a una profundidad de 30 metros tomado comoreferencia del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR-10, (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo, 2009) Capitulo A.2.4.3,Parámetros empleados en la definición del tipo de perfil de suelo.

En la Tabla 6.1 se presentan las características principales da cead punto de

medición, entre los cuales se tiene por columna de izquierda a derecha, Punto,Zona de acuerdo a la microzonificación sísmica de Bogotá, Ubicación del proyectotomado de referencia para determinar características del suelo, descripciónresumida de la zona, Velocidad Vs promedio a 30 m de profundidad, tipo devehículo y velocidad promedio de los vehículos en cada punto de medición.




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111


El comportamiento se ilustra en la Figura 6-1, para velocidad Vs con respecto a lafrecuencia del registro en ciclos por minuto; solo se reportan cuatro puntosteniendo en cuenta que dicha figura corresponde a los valores máximos defrecuencia para la posición vertical de los acelerómetros.

Situación similar se presenta en la Figura 6-2, correspondiente velocidad Vs con

respecto a la amplitud de desplazamiento.

Figura No. 6-1 Comparación de la velocidad de corte Vs con respecto a la frecuencia CPM, posiciónvertical (Fuente: El autor).

Ubicación Velocidad Vs Velocid

del proyecto m/s km/h

1 Calle 40 con 7a 2

Piedemonte

Calle 45 entre

carrera 7a y Av.

Circunvalar

Piedemonte de los cerros orientales de

Bogotá. Perfil tipo C. Suelos muy densos o

roca blanda

395 * Bus es de servicio

público C2

* Particulares

42

2 Calle 46 con Av Caracas 2 Calle 42 y 43 entre

carreras 15 y 16

Zona de subducción, sistema de fallas

frontal de la cordillera oriental y fallas

locales

128 Trans porte mas ivo

(Trasnmilenio)

30 -4

3 Av. Suba con calle 127 4 Calle 127 entre

carreras 41 y 43

Lacustre B. Depósito de arcillas blandas

(primeros 30 a 50m)

156 * Bus es de servicio

público C2

* Particulares

* Transporte masivo

(Transmilenio)

40

4 Calle 136 con Autonorte 3 Calle 128 No 29-80 Lacustre A. Depósito de arcillas blandas. 91 * Vehículos de carga

(C2, C3, C2-S2, C3-S3)

* Particulares

* Transporte masivo

(Transmilenio)

40-50

5 Calle 148 con Autonorte 3 Calle 175 Con

Carrera 40

L ac us tre A. Depós ito de a rc il la s bl anda s. 130 * Vehí cul os de c arg a

(C2, C3, C2-S2, C3-S3)

* Particulares

* Transporte masivo

(Transmilenio)

40-50

6 Calle 153 con Av. 9a 3 Av. 9a con calle

145

L ac us tre A. Depós ito de a rc il la s bl anda s. 136 * Tren de l a s aba na

(Turísmo)

33

ZONA Descripción Tipo de vehículoPUNTO

200

2000

40 400

F r e c u e n c i a C P M

Velocidad promedio m/s

CALLE 40 CON 7a

Calle 46 con Caracas

Avd Suba con calle 127

Calle 136 con autonorte




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Figura No. 6-2 Comparación de la velocidad de corte Vs con respecto a la amplitud dedesplazamiento, posición vertical (Fuente: El autor).

De igual forma el análisis de realizó para todos los puntos de medición evaluadoen sus tres componentes, vertical, longitudinal y transversal. Figuras 6-3 y 6-4

Figura No. 6-3 Comparación de la velocidad de corte Vs con respecto a la frecuencia CPM, trescomponentes (Fuente: El autor).




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Figura No. 6-4 Comparación de la velocidad de corte Vs con respecto a la amplitud dedesplazamiento, tres componentes (Fuente: El autor).

Es importante señalar, que en las cuatro graficas expuestas anteriormente, sepuede evidenciar una tendencia frente a las características particulares del tipo demedio o de suelo de transmisión de ondas.

6.2 COMPARACIÓN CON LOS LÍMITES DE DAÑO EN ESTRUCTURAS

Para entrar a analizar la información obtenida y concluir, se define que el conceptode daño es relativo, dado que puede involucrar desde la generación de microfisuras hasta la aparición de grietas que puedan inducir algún tipo de colapso.Adicionalmente la aparición o no de daños, grietas y fisuras está íntimamenterelacionadas con la calidad de los materiales y de las técnicas constructivas.Aunque en Colombia existe un código de construcciones puede ser difícilestandarizar las características de los materiales y de los procesos constructivossobre todo cuando se habla de viviendas de tipo informal. Por esta razón unestudio específico de daños en una edificación particular requerirá de

evaluaciones detalladas que van desde la caracterización del suelo y losmateriales usados en la construcción hasta la evaluación de las cargas actuantes.

No obstante, las normas internacionales han establecido unos valores develocidad límite de las partículas del suelo (asociadas con vibraciones), generadoa partir de estudios, donde, por encima de los cuales es probable que se generendaños visibles en los elementos de una edificación. Sin embargo hay que recordar




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114

que estos valores son indicativos y que cada edificación podría implicar un estudioespecífico.

Teniendo en cuenta lo anterior, la norma DIN 4150 (part. 3) establece los valoresmáximos de velocidad de vibración (en mm/s) en función de la frecuencia, paraque no se observan daños en diferentes tipos de edificaciones (comercial,viviendas, edificios, industrias). Estos valores se presentan en la Tabla 6.2.

Tabla No. 6.2 Valores Máximos de Velocidad de partícula (mm/s) para evitar daños (NormaDIN 4150, Standard for ground vibration caused by blasting).

Tipo de EdificaciónFrecuencia

< 10 Hz 10-50Hz 50-100 Hz

Comercial e Industrial 20 20-40 40-50

Viviendas y Edificios 5 5-15 15-20

Estructuras delicadas,muy sensibles a lavibración

3 3-8 8-10

Otras normas establecen limitaciones únicas en cuanto a la velocidad máximainstantánea admisible de las partículas del terreno. Por ejemplo, la U.S. Bureau ofMines establece una limitación de 0.79 pulg/seg (20 mm/seg) para la aparición degrietas visibles, aunque también establece límites dependientes de la frecuencia

de movimiento.

Los estándares australianos de explosivos (AS 2187.2 - 1993) establecen comolímite para edificaciones residenciales una velocidad máxima de 10 mm/s. En elmismo estándar se establece para edificios comerciales e industriales de concretoreforzado o de acero un límite máximo de 25 mm/s, y para hospitales, presas yedificios históricos se establece un límite de 5 mm/s.

De la misma manera, los estándares Ingleses (British Standard 7385: Part 2 –1993) establecen una velocidad máxima de 50 mm/s para estructuras aporticadasde industrias y edificios comerciales con frecuencia de vibración superior a 4 Hz.En la misma norma se establece un límite entre 15 y 20 mm/s para edificacionessin refuerzo residenciales con frecuencias entre 4 Hz y 15 Hz.

Por otro lado, la referencia (Instituto Tecnológico Geominero de España) presentadiversos límites propuestos por diferentes autores en relación a la velocidadmáxima de partícula para que no se produzcan daños. Algunos de los límitespropuestos para el tipo de edificaciones en estudio se presentan en la Tabla 6.3.




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115

Tabla No. 6.3 Valores Máximos de Velocidad de partícula establecidos en la referencia.(Instituto Tecnológico Geominero de España)

Tipo de Edificación Velocidad máxima departícula

Para edificaciones en muy malestado de construcción

12 mm/s

Edificios con estructura de maderay paredes de mampostería

12 mm/s

Edificaciones muy sensibles a lasvibraciones

8 mm/s

Edificios muy sensibles a lasvibraciones

0 a 10 Hz 3 mm/s

10 a 50 Hz 3 a 8 mm/s

50 a 100 Hz 8 a 10 mm/s

El U.S. Bureau of Mines (USBM) en USBM RI 8507 establece una curva límite quedepende de la frecuencia de movimiento que se presenta en la Figura 6-5.

Figura No. 6-5 Valores límite de velocidad para diferentes frecuencias para evitar daño en estructuras(U.S. Bureau of Mines, USBM, en USBM RI 8507)

Dry wall

Plaster




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116

Según lo obtenido en las mediciones realizadas que involucran este documento, laincidencia de este tipo de vibraciones causadas por el tráfico vehicular en la zonaurbana de Bogotá se encuentran expuestas en los siguientes subcapítulos.

6.2.1 Punto de medición 1. Calle 40 con Carrera 7ª.

En la Figura 6-6, se muestran algunos valores obtenidos de amplitud dedesplazamiento con respecto a la frecuencia medida para la posición vertical delos acelerómetros. Los valores por debajo de 0.0001 no son tenidos en cuenta porno representar daño y no encontrarse referenciados como valores límites de daño.

La magnitud de amplitud de desplazamiento reportada en la figura 6-6corresponde a la obtenida tal como se menciono en la tabla 5-5 de estedocumento; de igual forma la frecuencia corresponde al valor asociado a laamplitud máxima encontrada para cada uno de los análisis expuestos

denominados como señal representativa.

Figura No. 6-6 Valores obtenidos de amplitud de desplazamiento y frecuencia comparada con límitesinternacionales. Acelerómetros en posición vertical. (Normas ISO 2631-77, ISO 6897 e ISO 2631, Norma

DIN 4150,)

En la Figura 6-7, se muestran los valores obtenidos para el análisis en las trescomponentes, y de igual forma a lo mencionado anteriormente la magnitud deamplitud de desplazamiento reportada en la figura 6-6 corresponde a la obtenida




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117

tal como se menciono en la tabla 5-5 de este documento; de igual forma lafrecuencia corresponde al valor máximo encontrado para cada uno de los análisisexpuestos denominados como señal representativa.

Figura No. 6-7 Valores obtenidos de amplitud de desplazamiento y frecuencia comparada con límitesinternacionales. Posición de los acelerómetros en tres direcciones. (Normas ISO 2631-77, ISO 6897 e

ISO 2631, Norma DIN 4150,)

Los resultados obtenidos en términos de atenuación y valores obtenidos, seencuentra que los valores no son perceptibles por personas y por ende el umbralde daño en estructuras se encuentra alejado.

Si el análisis se hace con respecto a la velocidad se encuentran valores máximosde 0.65 mm/s, y comparados con los valores presentados en la tabla 6.2 losvalores no son encontrados representativos como límites de daño. A menoresdistancias puede evidenciarse una atenuación de la velocidad, pero por ser unavía que en su momento se encontraba peatonal, los valores por vibraciones a

distancias menores a cinco metros son más representativas que los producidospor los buses y vehículos de transporte público.




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6.2.2 Punto de medición 2. CALLE 46 CON AVENIDA CARACAS

En la Figura 6-8 se muestran los valores obtenidos de amplitud de desplazamientocon respecto a la frecuencia medida para la posición vertical de los acelerómetros.Los valores por debajo de 0.0001 no son tenidos en cuenta, por no representardaño y no encontrarse referenciado como valores límites de daño.

La nube de puntos presentada en la Figura 6-8, indica que los valores máximoscorrespondientes a los acelerómetros ubicados a menor distancia 0.5 metros conrespecto a la fuente son los de mayor impacto y según la referencia (Normas ISO2631-77, ISO 6897 e ISO 2631, Norma DIN 4150,), puede ser fácilmenteperceptible a personas pero no entra en el rango de daño estructural. De acuerdoa las Figuras planteadas 513 a 5-15, se evidencia una atenuación de la señal conrespecto a la distancia. Esto se argumenta con mayor claridad con los valoresanalizados con respecto al ruido base o ambiental. La fuente en este caso

corresponde a los buses articulados de transporte masivo Transmilenio.

Figura No. 6-8 Valores obtenidos de amplitud de desplazamiento y frecuencia comparada con límitesinternacionales. Posición de los acelerómetros en posición vertical. (Normas ISO 2631-77, ISO 6897 e





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En la Figura 6-9, se muestran los valores obtenidos para el análisis en las tresdirecciones. Donde se evidencia un comportamiento similar al planteado conrespecto a la Figura 5-8.



Los resultados obtenidos en términos generales, indican una clara atenuación delos valores medidos, encontrando que los valores son fácilmente perceptibles porpersonas y por ende el umbral de daño en estructuras se encuentra cercano.

Si el análisis se hace con respecto a la velocidad se encuentran valores máximosde 0.95 mm/s, y comparados con la tabla 6.2 los valores no son encontradosrepresentativos como límites de daño.

6.2.3 Punto de medición 3. Avenida suba con calle 127

En la Figura 6-10 se muestran los valores obtenidos de amplitud dedesplazamiento con respecto a la frecuencia medida para la posición vertical de




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los acelerómetros. Los valores por debajo de 0.0001 no son tenidos en cuenta porno representar daño y no encontrarse referenciados como valores límites de daño.

La nube de puntos presentada en la Figura 6-10, indica que los valores máximoscorrespondientes a los acelerómetros ubicados a menor distancia 0.1 metros conrespecto a la fuente son los de mayor impacto y según la referencia (Normas ISO2631-77, ISO 6897 e ISO 2631, Norma DIN 4150,), puede ser perceptible apersonas pero no entra en el rango de daño estructural. De acuerdo a las Figurasplanteadas en la medición, se evidencia una atenuación de la señal con respecto ala distancia. Esto se argumenta con mayor claridad con los valores analizados conrespecto al ruido base o ambiental. La fuente corresponde a trasmilenio y busesde servicio público principalmente.



En la Figura 6-11 se muestran los valores obtenidos para el análisis en las tresdirecciones. Donde se evidencia un comportamiento similar al planteado conrespecto a la Figura 6-10.




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Los resultados obtenidos en términos generales, indican una atenuación de losvalores medidos, encontrando que los valores son perceptibles por personas y

por ende el umbral de daño en estructuras se encuentra cercano.


6.2.4 Punto de medición 4. calle 136 con autopista norte

En la Figura 6-12 se muestran los valores obtenidos de amplitud de

desplazamiento con respecto a la frecuencia medida para la posición vertical delos acelerómetros. Los valores por debajo de 0.0001 no son tenidos en cuenta, porno representar daño y no encontrarse referenciado como valores límites de daño.

La nube de puntos presentada en la Figura 6-12, indica que los valores máximoscorrespondientes a los acelerómetros ubicados a menor distancia 0.1 metros conrespecto a la fuente son los de mayor impacto y según la referencia (Normas ISO




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2631-77, ISO 6897 e ISO 2631, Norma DIN 4150,), puede ser perceptible apersonas pero no entra en el rango de daño estructural. De acuerdo a las Figurasplanteadas en la medición, se evidencia una atenuación de la señal con respecto ala distancia. Esto se argumenta con mayor claridad con los valores analizados con

respecto al ruido base o ambiental.



En la Figura 6-13 se muestran los valores obtenidos para el análisis en las tresdirecciones. Donde se evidencia un comportamiento similar al planteado conrespecto a la Figura 6-12.




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Los resultados obtenidos en términos generales, indican una atenuación de losvalores medidos, encontrando que los valores son perceptibles por personas y

por ende el umbral de daño en estructuras se encuentra cercano.


6.2.5 Punto de medición 5. Calle 148 con autopista norte

En la Figura 6-14 se muestran los valores obtenidos de amplitud de

desplazamiento con respecto a la frecuencia medida para la posición vertical delos acelerómetros. Los valores por debajo de 0.0001 no son tenidos en cuenta, porno representar daño y no encontrarse referenciados como valores límites de daño.

La nube de puntos presentada en la Figura 6-14, indica que los valores máximoscorrespondientes a los acelerómetros ubicados a menor distancia 0.1 metros conrespecto a la fuente son los de mayor impacto y según la referencia (Normas ISO




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2631-77, ISO 6897 e ISO 2631, Norma DIN 4150,), puede ser perceptible apersonas pero no entra en el rango de daño estructural. De acuerdo a las Figurasplanteadas en la medición, se evidencia una atenuación de la señal con respecto ala distancia. Esto se argumenta con mayor claridad con los valores analizados con

respecto al ruido base o ambiental.



Los resultados obtenidos en términos generales, indican una atenuación de losvalores medidos, encontrando que los valores son perceptibles por personas ypor ende el umbral de daño en estructuras se encuentra cercano.

6.2.6 Punto de medición 6. Calle 153 con avenida novena

En la Figura 6-15 se muestran los valores obtenidos de amplitud dedesplazamiento con respecto a la frecuencia medida para la posición vertical delos acelerómetros. Los valores por debajo de 0.0001 no son tenidos en cuenta, porno representar daño y no encontrarse referenciados como valores límites de daño.




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Los puntos obtenidos presentados en la Figura 6-15, indica que los valoresmáximos correspondientes a los acelerómetros ubicados a menor distancia 2.2metros con respecto a la fuente que en este caso corresponde al paso del tren dela sabana en un día de turismo, estos son los de mayor impacto y según la

referencia (Normas ISO 2631-77, ISO 6897 e ISO 2631, Norma DIN 4150,),pueden presentar un daño severo a persona, pero no entra en el rango de dañoestructural. De acuerdo a las Figuras planteadas en la medición, se evidencia unaatenuación de la señal con respecto a la distancia. Esto se argumenta con mayorclaridad con los valores analizados con respecto al ruido base o ambiental.

Figura No. 6-15 Valores obtenidos de amplitud de desplazamiento y frecuencia comparada con límitesinternacionales. Posición de los acelerómetros en posición vertical y longitudinal. (Normas ISO 2631-

77, ISO 6897 e ISO 2631, Norma DIN 4150,)

Los resultados obtenidos en términos generales, indican una atenuación de losvalores medidos, encontrando que los valores son perceptibles por personas ypor ende el umbral de daño en estructuras se encuentra cercano.




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COCLUSIONES

Del anterior análisis se encontró que de acuerdo a las características de la fuente

se presenta una atenuación de la señal ya sea en términos de velocidad oaceleración de la partícula con respecto a la distancia. Esta última comprendida

entre 0.1 metros hasta 100 metros. Es claro resaltar que, a menor distancia de la

fuente la señal es más clara comparada con la llegada de las ondas a distancias

mayores, y estas últimas pueden mezclarse con el ruido ambiental de la zona de

medición.

Se encontró que los valores máximos de aceleración y velocidad a distancias

superiores a 45 m de la fuente, tienden a ser similares a los valores encontrados

con respecto a lo denominado ruido base.

Aunque se realizó una estimación de las velocidades de los vehículos no se

analizó la afectación que puede presentar dicho parámetro en la recepción de las

señales, debido a que se puede hablar de un promedio de velocidad de los

vehículos entre 35 km/h hasta 42 km/h aproximadamente.

El tren de la sabana es una de las mayores fuentes que presentan un posible dañoprincipalmente a personas, esto para una distancia de 2.2 metros, para 15 metrosla atenuación de la señal se disminuye en la calificación de severo a fácilmenteperceptible.

Las frecuencias obtenidas para los puntos a diferencia del tren de la sabana seencuentra un rango de 8 a 15 z, el tren en particular señala valores mayores defrecuencia de aproximadamente 40 Hz.

Se realizó un análisis particular en cuanto a las señales máximas, todo el registroy ruidos base obtenidos en los registros con el fin de diferenciar comportamientosde atenuación de las ondas, encontrando que cuando se analiza todo el registro,aparecen dos picos de frecuencia de movimiento, una con valores aproximados de




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10Hz y otra del orden de 25 a 40 Hz, este último presenta menor amplitudcomparado con el primero. Esta situación es similar cundo se analiza la señalrepresentativa, la cual corresponde a la aparición de un segundo pico en elespectro de Fourier asociado al paso del vehículo de mayor frecuencia y menor

amplitud. Para el ruido base se encuentra un pico en el espectro de Fourier convalores similares en cuanto a frecuencia y amplitud, al primer pico evaluado en losdos análisis anteriores. Lo cual permite concluir que la amplitud máxima y lamenor frecuencia se presentan para la vibración fundamental del terreno y lafrecuencia asociada al paso del vehículo es menor en amplitud pero mayor enfrecuencia en el espectro de Fourier.

Se encontró que los valores máximos registrados no alcanzan los límites de dañoa estructuras, y estos valores se ubican en una zona de afectación a personas. Loanterior puede ser una base en la investigación sobre el análisis de ruidosambientales y afectación de los mismos a los habitantes que se encuentran adistancias menores a 50 metros con respecto a las principales vías de la Ciudadde Bogotá.

Se presenta un incremento en la amplitud de desplazamiento para los diferentesperfiles de suelo evaluados (Vs), al igual que una disminución de la frecuenciadebida a la disminución de la rigidez del suelo.

Se presentó una ecuación de atenuación de onda, encontrando valores de “α”,para los sitios de medición evaluados y que son acordes con las referenciaspresentadas. Esto puede ser parte de otra investigación buscando calibrar mejor laatenuación de las ondas.




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ANÁLISIS DE VIBRACIONES PRODUCIDAS POR EL TRÁFICO EN BOGOTA D C

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