EFECTOS GENERADOS POR FUENTES DE VIBRACIONES EN ESTRUCTURAS.

Este proyecto será realizado para identificar los efectos generados

por las vibraciones en las estructuras. Teniendo en cuenta que las

infraestructuras civiles suelen sufrir severos problemas debido a

vibraciones. Estas vibraciones son producto de actividad sísmica y la

actividad humana de innumerables litigios (Tránsito vehicular, paso de

trenes actividades de construcción, explosiones en canteras).

INTRODUCCION

OBJETIVO GENERAL

Identificar los efectos generados por las vibraciones en las estructuras.

OBJETIVOS

OBJETIVOS ESPECIFICICOS:

• Describir cómo se desarrollan las vibraciones mecánicas

• Identificar las fuentes generadoras de vibraciones.

• Indagar sobre los efectos producidos por las vibraciones en las estructuras.

• Analizar las normas diseñadas para contrarrestar los efectos de vibraciones en las estructuras.

OBJETIVOS

Es de suma importancia analizar el impacto que generan las ondas

sobre las estructuras cuando son sometidas a constantes efectos

naturales y/o mecánicos generados por actividad humana, por lo

que resulta conveniente dar respuesta al interrogante:

¿Cuáles son las vibraciones y de qué manera afectan a las

estructuras?

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En el estudio de las actividades sísmicas y demás fuentes de

vibraciones es importante por el efecto que soportan las obras civiles,

edificaciones yo demás infraestructura de interés para la sociedad

humana. Se considera de real importancia el estudio del mismo debido

que, como lo mencionan (Oviedo & Duque, 2006) más del 85% de la

población colombiana se localiza en zona de convergencia de

tectónicas, cifra que se considera alta y más aún, expuesta a una

amenaza sísmica entre intermedia y alta.

JUSTIFICACIÓN

METODOLOGIA DE INVESTIGACIÓN

La presente investigacion se realiza bajo el enfoque de tipo descriptivo, teniendo como referencia la metodología que, como lo establece, (Méndez, 2001) “la investigación descriptiva hace una reseña del estado actual de algún fenómeno”; por tanto el propósito de la investigación es describir la situación prevalente en el momento de realizar el estudio, de esta forma la investigación descriptiva, pretende analizar la forma en que se desarrollan las vibraciones mecánicas, y la incidencia que tiene esta sobre las construcción.

Según (Torres, Pérez, & Terán, 2009) El movimiento ondulatorio

es el proceso por el cual se propaga energía de un lugar a otro

sin transferencia de materia, mediante ondas, cuando estas

ondas necesitan un medio material, se llaman ondas

mecánicas.

VIBRACION

Si se produce una vibración en un punto de un medio elástico,

esta se transmite a todos los puntos de éste. Las ondas

mecánicas son las perturbaciones que se transmiten por este

medio. Cuando una partícula se mueve desde un punto

extremo, hasta el otro y vuelve (pasando dos veces por la

posición de equilibrio), se dice que ha hecho una oscilación o

vibración completa.

VIBRACION

CARACTERISTICAS DE LAS VIBRACIONES ELONGACIÓN (Y)

AMPLITUD (A)

PERÍODO (T)

Según (Dolores & Ruiz, 2014). Es posible distinguir diferentes tipos

de ondas atendiendo a criterios distintos:

Según la forma en que se propaga la onda.

Según necesiten un medio material para su propagación o según

el tipo de energía que transporta la onda.

Según la relación existente entre la dirección de vibración de la

propiedad perturbada y la dirección de propagación de la onda.

TIPOS DE VIBRACIONES

Según (Benjumea, 2003), en su investigación titulada " vibraciones

causadas por actividad humana: caracterización, efectos y manejo en la

ingeniería civil”. Establece que las vibraciones que mayor atención han

recibido en la Ingeniería civil son las causadas por terremotos, debido a

su enorme potencial de daño. Existen vibraciones, generadas por el ser

humano, que son de gran importancia, porque también pueden incidir

en la integridad de las estructuras. Su conocimiento, evaluación y control

es creciente, a medida que las fuentes de estas vibraciones aumentan

presencia y potencia.

ANTECEDENTES

En el trabajo investigativo Medición e interpretación de vibraciones

producidas por el tráfico en Bogotá D.C. Realizado por (Vacca, Rodríguez,

& Ruiz, 2011). Puntualizan sobre los efectos causados por las altas

niveles de amplitud de las vibraciones generadas por el tráfico en

Bogotá D.C. los autores afirman que dichas vibraciones dependen entre

otros aspectos, de las características mecánicas de los suelos; teniendo

en cuenta los planes futuros de construcción de sistemas transporte en

Bogotá.

ANTECEDENTES

Según (Duque, 2015), presenta un análisis de la estimación del riesgo de

daño debido a las vibraciones producidas por maquinaria pesada

trabajando en zonas urbanas cerca de viviendas, permitiendo

comprender la incidencia de la distancia de la fuente (o maquinaria) a la

vivienda de tal manera que se pueda valorar los posibles riesgos a los

que se verá sometida la edificación de acuerdo a estándares

internacionales.

ANTECEDENTES

El artículo Sistemas de control de respuesta sísmica en

edificaciones” publicado por (Oviedo & Duque, 2006). Presenta un

compendio del tema de los sistemas de control de respuesta

sísmica en edificaciones. Se realiza una presentación general del

concepto físico de balance de energía en un sistema estructural,

se identifican los diferentes tipos de energía y se relacionan los

sistemas para el control de res puesta sísmica con el tipo de

energía que disipan

ANTECEDENTES

FUENTES GENERADORAS DE VIBRACIONESSe logra identificar las fuentes generadoras de vibraciones, que

inciden en las estructuras:

las vibraciones generadas por actividad sísmica, definida por

(Inaudi, 2005), quien afirma que estas vibraciones son reconocidas

por su enorme potencial de daño.

vibraciones generadas por el ser humano, según lo afirma

(Benjumea, 2003) en actividades de voladuras, áreas de

construcción, tráfico vehicular.

VIBRACIONES GENERADAS POR ACTIVIDAD SISMICA.

El movimiento del suelo producido por la liberación de

energía del terremoto impone movimientos en la

fundación de un edificio, los que a su vez producen

deformaciones en el mismo.

Ondas de cuerpo Ondas superficiales

VIBRACIONES GENERADAS POR ACTIVIDAD SISMICA.

• Ondas de compresión.

• Ondas de corte

• Ondas Rayleigh

• Ondas de love

VIBRACIONES GENERADAS POR ACTIVIDAS HUMANA

Las vibraciones de causa humana requieren otro tipo de enfoque en su

evaluación y control, que las causadas por sismos, por varias razones:

Por el mismo hecho de su causa - humana - estas vibraciones son

controlables, si se entienden bien su generación, características y

efectos.

No pueden llegar a tener la intensidad de movimientos sísmicos,

pero son mucho más frecuentes

VIBRACIONES GENERADAS POR VOLADURASSegún lo menciona (Cahill, 2011), en el

proceso de extracción de mineral, es

necesario realizar voladuras en minas a

cielo abierto; dichas voladuras producen

inevitablemente vibraciones. En los

efectos de vibraciones accionadas por

voladuras, internacionalmente se han

establecidos límites máximos admisibles a

los niveles de vibración generados por

voladuras en la minería.

VIBRACIONES GENERADORAS EN ÁREAS DE CONSTRUCCIÓN.Uno de los inconvenientes más

frecuentes se presenta cuando se

inician las labores con maquinaria

pesada, la cual genera vibraciones

ocasionando incomodidad y

malestar en las viviendas

circunvecinas y sus ocupantes.

VIBRACIONES GENERADORAS EN ÁREAS DE CONSTRUCCIÓN.Dado al área de construcción se destacan

las máquinas de movimiento alternativo

con componentes tanto rotativos como

alternativos (motores diésel y ciertos

tipos de bombas y compresores). Se

incluyen además equipos utilizados en la

construcción, con retroexcavadoras,

volquetas, compresores, motobombas,

martillos, cargadores, vibro

compactadores.

VIBRACIONES DEBIDAS A TRAFICO VEHICULARComo lo menciona (Vacca, Rodríguez, & Ruiz, 2011). Las vibraciones causadas por el tráfico vehicular pueden generar daños en las edificaciones cercanas y problemas o molestias a las personas. Estos efectos pueden ser importantes en función del nivel de amplitud de las vibraciones, la cual depende, entre otros aspectos, de las características de los suelos.

EFECTOS NEGATIVOS, OCASIONADAS POR LAS VIBRACIONES EN LAS ESTRUCTURAS

Como lo describe (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 2015) Las vibraciones continuadas, pueden producir en las estructuras de los edificios, A continuación se presentan las posibles deformaciones que se presentan sobre las estructuras:

Rotura, agrietamiento o fisuras en paredes o forjados del edificio.

Empeoramiento de patologías existentes por otras causas de elementos estructurales o no estructurales.

NORMATIVAS INTERNACIONALES

Norma Sismo resistente Colombiana NSR-10.

Una edificación diseñada siguiendo los requisitos de este Reglamento, debe ser capaz de resistir, además de las fuerzas que le impone su uso, temblores de poca intensidad sin daño, temblores moderados sin daño estructural, pero posiblemente con algún daño a los elementos no estructurales y un temblor fuerte con daños a elementos estructurales y no estructurales pero sin colapso.

NORMATIVAS INTERNACIONALES

Normativa DIN 4150, Parte 3 (1999)

La normativa alemana DIN 4150 en su tercera parte trata los efectos en edificios y sus elementos estructurales de vibraciones de carácter internas o externas. Para la valoración mediante este criterio, las velocidades, las frecuencias o las tensiones debidas a las cargas dinámicas si es necesario, se comparan con los valores del criterio.

NORMATIVAS INTERNACIONALES. EEUU - USBM RI8507 Es un reporte de investigación del departamento de minas de EEUU (USBM U.S. Bureau of Mines). Aunque la RI8507 no es una norma, sus valores han sido aceptados en todo el mundo como umbrales para daño cosmético en viviendas debido a vibraciones causadas por voladuras.

CONCLUSIONES

En este proyecto, se logró examinar las fuentes de vibraciones, que pueden generar daño en una edificación. asimismo se esbozaron las diferentes criterios de aceptación de vibraciones según parámetros de afectación estructural descritos de normas internacionales, y modelos constructivos.

CONCLUSIONESEn el que se afirma que el uso de los sistemas no convencionales de control de respuesta sísmica es cada vez más común en el mundo y constituye una técnica imprescindible en las edificaciones modernas. Aunque la implantación de estas técnicas puede implicar un costo inicial mayor, el beneficio y la economía se cumplen en el momento de un sismo.

GRACIAS