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ICR ofrece diversos estudios predictivosestandarizados en el sector del ferrocarril:•	 Predicción de niveles vibratorios p...
Losestudiosdeimpactoambientaldesarrolladosen infraestructura ferroviaria (tren, metro ytranvía) se dividen en dos fases di...
CONTROL DE VIBRACIONES EN FASE DE OBRAControl de vibraciones en fasede obraDurante la etapa de control de vibraciones enfa...
Etapa 2: caracterización de las excitacionesLa meta de ICR en esta fase es caracterizarla fuente vibratoria mediante medic...
PREDICCIÓN DE VIBRACIONES EN FASE DE SERVICIO1.	 Método SASWEl método SASW (Spectral Analysis of SurfaceWaves) es una técn...
PREDICCIÓN DE VIBRACIONES EN FASE DE SERVICIO2. Método empírico	El método empírico, basado en el manual de laFTA (US Feder...
Etapa 4: cálculo sobre la totalidad del trazadoEn la etapa final del estudio se pretende:•	 Estimar, mediante cálculo, los...
EXPERIENCIAProyectos de control y predicción de vibraciones en infraestructura ferroviaria•	 Control de vibraciones durant...
Otros proyectos de control y predicción de vibraciones•	 Mediciones y control de vibraciones a pie de fachada en una vivie...
Berruguete, 52. (Vila Olímpica Vall d’Hebron)08035 Barcelona. España - Tel/Fax. +34 93 428 63 39E-mail: icr@icrsl.comwww.i...
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Vibraciones producidas por infraestructura ferroviaria

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Catálogo ICR, Ingeniería para el Control del Ruido, vibraciones en el terreno.

Estudio de vibraciones en el terreno producido por infraestructura ferroviaria.

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Vibraciones producidas por infraestructura ferroviaria

  1. 1. Servicios de Ingeniería Acústica y VibracionesVIBRACIONES PRODUCIDAS PORVIBRACIONES PRODUCIDAS PORVIBRACIONES PRODUCIDAS PORVIBRACIONES PRODUCIDAS PORINFRAESTRUCTURA FERROVIARIAINFRAESTRUCTURA FERROVIARIAINFRAESTRUCTURA FERROVIARIAINFRAESTRUCTURA FERROVIARIA
  2. 2. ”Es preferible una respuesta aproximada a la preguntacorrecta, a menudo imprecisa, que una respuesta exactaa una pregunta incorrecta que siempre podrá precisarsetanto como queramos”.John W. TukeyPreguntas correctas llevan a respuestas correctas“No tengo por qué jurar fidelidad a las palabras de ningúnmaestro”.HoracioLo positivo de un problema sin solución aparente es el placerque produce encontrarla“Yo defiendo que la simbiogésis es el resultado de unaconvivencia a largo plazo que es la principal fuente deinnovación evolutiva en todos los linajes de organismossuperiores no bacterianos”.Lynn MargulisUna comunicación fluida constituye la base para seguirprogresando.
  3. 3. ICR ofrece diversos estudios predictivosestandarizados en el sector del ferrocarril:• Predicción de niveles vibratorios paradistintos tipos y topologías de soportes devías ferroviarias.• Predicción del ruido "squeal noise".• Diseño de soluciones anti-vibratorias parainfraestructuras ferroviarias.• Ensayos de certificación de ruido segúnEspecificación Técnica de Interoperabilidad(ETI/TSI).• Medición de rugosidad de la vía(irregularidad del carril) y caracterizacióndel comportamiento dinámico de la víasegún ISO 3095.• Predicción de la onda de compresióngenerada por un tren de alta velocidadentrando en un túnel.• Análisis de las vías de transmisión de ruidoy vibraciones (ATPA: Advanced TransferPath Analysis Method). Este método propiodesarrollado por ICR permite mejorar elconfort acústico interior de un tren.• Estudios de impacto ambiental eninfraestructuras ferroviarias (tren, metroy tranvía) en fase de obra (construcciónde la infraestructura) y en fase de servicio(explotación de la infraestructura):1. Impacto vibratorio: estudio de las vibraciones y de su propagación por el terreno hasta las zonas sensibles.2. Impacto acústico: estudio de ruido.Experiencia en ferrocarrilIngeniería para el Control del Ruido (ICR), esuna empresa con sede en Barcelona dedicada ala solución de problemas de ruido y vibraciones.Fundada en 1995 por profesionales con más de20 años de experiencia en el campo de la vibro-acústica, ofrece los últimos avances en métodosde análisis para sectores tan diversos como eldel ferrocarril, la automoción, la energía eólica,la industria o la construcción. El objetivo esproponer siempre una solución eficiente a cadaproblema vibro-acústico.ICR ha tomado una posición relevante en elsector ferroviario internacional durante laúltima década gracias a la confianza depositadapor los principales constructores europeos deinfraestructuras. La razón de este éxito resideen la metodología de trabajo utilizada, basadaen:• Técnicas de previsión propias.• Mediciones reales para minimizarespeculaciones teóricas.• El tratamiento del ruido aéreo y estructuralde cada elemento que forma un coche.• Tiempos de respuesta muy cortos.• Precios muy ajustados.ICR ha desarrollado un método de trabajobasado en su experiencia y en la inversión enI+D con el fin de poder ofrecer siempre lasmejores herramientas de análisis y los mejoresservicios de ingeniería para cada problema deruido y/o de vibraciones. En algunos casos, esteconocimiento se ha traducido en transferenciade tecnología desde ICR a sus clientes.UN MÉTODO DE TRABAJO
  4. 4. Losestudiosdeimpactoambientaldesarrolladosen infraestructura ferroviaria (tren, metro ytranvía) se dividen en dos fases diferenciadas:• Control de vibraciones en fase de obra deltrazado. El objetivo es controlar el impactode los trabajos de construcción, montajey movimiento de tierras sobre la integradde los edificios y el confort acústico delvecindario.• Previsión de vibraciones en fase de servicio.Se realiza a partir del estudio de lapropagación de las vibraciones en el terrenoproducidas por la circulación de materialrodante por la vía.Ambos estudios se realizan teniendo en cuentala normativa vigente y/o especificaciones delcliente.ANTECEDENTESAntecedentesDurante la última década, el sector delferrocarril ha experimentado a nivel mundialun crecimiento notable tanto en inversióncomo en desarrollo de infraestructuras. Esterápido progreso del sector se ha traducido enel incremento del número de vías férreas yen la frecuencia de paso de ferrocarril urbanoy suburbano. Como contrapartida, se hangenerado nuevos problemas de contaminaciónambiental derivados de las vibracionesproducidas durante la fase de obra del trazadoy la fase de servicio, con el material rodante encirculación.Anticiparse y predecir estas vibraciones en elterreno es uno de los objetivos de ICR en estecampo para permitir al cliente optimizar eltrazado proyectado y aplicar las solucionesconstructivas necesarias con el fin de evitarvibraciones perjudiciales en el vecindario ypreservar la integridad de los edificios cercanosa la vía.Anticiparse y predecir las vibraciones en el terreno es uno de losobjetivos de ICR en este campo para permitir al cliente optimizar eltrazado y aplicar las soluciones constructivas necesarias.Gráfica de resultados de mediciones devibraciones durante la fase de obra.Previsión de vibraciones en fase de servicio.
  5. 5. CONTROL DE VIBRACIONES EN FASE DE OBRAControl de vibraciones en fasede obraDurante la etapa de control de vibraciones enfase de obra (construcción de la infraestructura)se monitorizan las vibraciones producidas porlos trabajos de construcción, los movimientosde tierra o las tuneladoras. El objetivo esexaminar su incidencia sobre el confortacústico del vecindario y la integridad de losedificios cercanos. Estos estudios de controlse desarrollan siguiendo las especificacionesmarcadas por la normativa vigente y/o lasmarcadas por el cliente con el fin de evaluar sucumplimiento.La gran variedad de herramientas y métodos deestudio disponibles en ICR, le permite adaptarsea las necesidades del cliente en cada momentoy proponer el tipo de estudio que mejor seadecua a cada situación. Por ello, ICR ofrecemediciones de control de forma ininterrumpidao mediciones de control de manera puntualmediante el desplazamiento de un técnicosobre el terreno.Las mediciones de control realizadas de formaininterrumpida se desarrollan durante unperiodo de tiempo variable en función de lasexigencias de cada tipo de estudio (ej: 1 mes, 2semanas, etc.). Dichas mediciones, se realizansegún normativa o requerimientos específicosdel cliente en los puntos de control previamentefijados. Durante este tiempo, ICR elaborainformes de resultados con una regularidadadaptada a las características de cada estudioy las necesidades del cliente.Paralelamente, se generan alarmas de controlvía e-mail o SMS para informar de niveles devibración superiores a los fijados inicialmente.De esta manera, el cliente conoce en tiemporeal si los trabajos de obra llevados a cabo sesituan dentro de los límites establecidos.Otra alternativa de estudio es el desplazamientode un experto de ICR al emplazamientode la obra. Mediante el equipo de mediciónadecuado, se realizan las mediciones devibración de manera personalizada siguiendolas especificaciones marcadas por la normativao el cliente. Este tipo de estudio permite obtenerun feedback inmediato y ganar una mayorflexibilidad a la hora de definir los puntos decontrol gracias a la presencia de un técnico apie de obra.ICR ofrece estudios de controlde vibraciones en fase de obraa precios muy competitivosadaptados a la realidad diariadel cliente.Estudio de vibraciones para evaluar la integridad de un edificio cercano a las obras.La dilatada experiencia de ICR en este campo yla disponibilidad de multitud de herramientasy métodos de medición de vibraciones, lepermite ofrecer precios muy competitivosadaptados a la realidad diaria del cliente.
  6. 6. Etapa 2: caracterización de las excitacionesLa meta de ICR en esta fase es caracterizarla fuente vibratoria mediante mediciones enla superfície y/o en el subsuelo del terreno aestudiar o mediante simulaciones numéricas.Etapa 3: determinación de las característicasde propagación del terrenoPara definir las características de propagacióndel terreno, ICR ofrece dos alternativas deestudio:1. El método SASW (Spectral Analysisof Surface Waves): medición de lascaracterísticas dinámicas de las distintascapas del terreno para su posteriormodelización a partir de métodos numéricosdel terreno y de la infraestructura que seinstalará en el mismo.2. El método empírico: medición de laatenuación en la propagación de lasvibraciones desde la infraestructuraferroviaria hasta los puntos sensiblespreviamente definidos.El primer estudio identifica las característicasdinámicas del terreno y el segundo mide lapropagación de las ondas.Predicción de vibraciones enfase de servicioEn los estudios sobre el nivel de vibracionesproducidos por la circulación de materialrodante, ICR realiza varias mediciones ysimulaciones con el objetivo de predecir lasvibraciones antes de la definición del trazadoo una vez definido. La finalidad es aplicar lasmodificaciones constructivas necesarias paracumplir con la normativa vigente. ICR controlaasí, las vibraciones del terreno desde la vía hastalas zonas sensibles (hospitales, viviendas, etc.).Los estudios de propagación de vibracionessobre el terreno se dividen en cuatro etapasprincipales:• Etapa1: estudio preliminar del terreno.• Etapa 2: caracterización de lasexcitaciones.• Etapa3:determinacióndelascaracterísticasde propagación del terreno.• Etapa 4: cálculo sobre la totalidad delterreno.Etapa 1: estudio preliminar del terrenoDurante la fase preparatoria ICR identificalos puntos sensibles y define los límites demolestia.Para la identificación de los puntos sensibles,ICR divide y categoriza el trazado en varias zonasen función de la presencia de edificacionessensibles y de viviendas cercanas a la futuravía.La definición de los criterios de molestia serealiza con el cliente a partir del estudio de lasnormas sobre riesgos para la integridad de losedificios, el confort vibratorio o los límites depercepción humanos.PREDICCIÓN DE VIBRACIONES EN FASE DE SERVICIOFerrocarril en fase de servicio.
  7. 7. PREDICCIÓN DE VIBRACIONES EN FASE DE SERVICIO1. Método SASWEl método SASW (Spectral Analysis of SurfaceWaves) es una técnica de análisis que permiteidentificar las características dinámicas delterreno a partir de mediciones vibratorias ensuperficie y de los parámetros físicos estáticos(extraídos del estudio geotécnico del terreno).Los parámetros obtenidos por el método,determinan el comportamiento dinámico delsuelo y posibilitan, por lo tanto, prever lapropagación de las vibraciones en el terrenoy estimar su incidencia sobre las estructurascercanas.La cuantificación de todos estos parámetros,posibilita elaborar un modelo numérico parapredecir la propagación de las vibraciones enel terreno:• Modelo de elementos finitos (FEM).• Modelo de elementos de contorno (BEM).• Modelos analíticos de propagación deRayleigh.Excitación en un punto y medición de la respuesta vibratoria en varios puntos (ondas de superficie).FT multicanal¿Qué calcula?En su origen, el método pretendía determinarsólo el módulo elástico de las distintas capasdel terreno pero, posteriormente, se añadióla evaluación separada de la amortiguación.Como resultado, el SASW permite determinarde forma simultánea el módulo elástico y laamortiguación de forma acoplada.La tecnología SASW determina la velocidadde propagación de las ondas de cizallay los amortiguamientos asociados paracada una de las capas que influyen en lapropagación. Paralelamente, se utiliza elmétodo de Nakamura, que permite determinarla profundidad necesaria para el modelonumérico. El número de capas a estudiar, esdecir, la profundidad del terreno, dependerá delrango de frecuencias a tener en cuenta en elfuturo modelo.¿Cómo funciona?Los estudios vibratorios mediante el métodoSASW se efectúan midiendo las aceleracionesen dirección vertical en diversos puntosdistribuidos a lo largo de una línea recta.La fuente de excitación se emplaza en lamisma línea. Finalmente se obtiene el perfil develocidades de propagación en función de laprofundidad del terreno.El método SASW permiteidentificar las característicasdinámicas del terreno.
  8. 8. PREDICCIÓN DE VIBRACIONES EN FASE DE SERVICIO2. Método empírico El método empírico, basado en el manual de laFTA (US Federal Transit Administration) sobreel estudio de impacto ambiental de ruido yvibraciones, es una metodología de análisisque permite caracterizar un terreno de manerapuramente experimental. Es decir, permiteconocer la propagación de las vibracionesdirectas e indirectas en el terreno cuandose aplica una fuerza en un punto de controldeterminado situado sobre el terreno.El método empírico se basa en realizarmediciones de transferencia de movilidad parapredecir la propagación de las vibraciones desdeel punto donde se encontrará la futura fuentede vibración (la infraestructura ferroviaria)hasta el punto receptor. La fuerza se aplica enel mismo punto donde está previsto el paso delferrocarril.Este procedimiento de trabajo permite:• Obtener datos sobre la propagación de lasvibraciones desde la vía hasta los puntosreceptores más sensibles.• Cuando el número de puntos sensiblesa estudiar es bajo y los emplazamientosfácilmente identificables, se trata de unasolución económicamente viable.¿Cómo funciona?El funcionamiento del método se expresamediante la siguiente formulación:donde:Lv: nivel de vibración en un punto sensible.LF: fuerza aplicada por el tren en un punto depaso.TM: función de transferencia de movilidad dela fuente lineal desde las vías hasta el puntosensible. Esta función expresa la relación entrela fuerza de entrada en el terreno y la vibraciónen el punto sensible.Ce: ajustes para tener en cuenta la interacciónentre el terreno y los edificios y la atenuacióno amplificación de las amplitudes de vibraciónpropagadas a través de los edificios.Para obtener la fuerza real aplicada por lacirculación del tren, ICR ofrece dos vías deestudio posibles:• Simulaciones mediante un modelo yutilizando la base de datos de ICR sobrematerial rodante.• Mediciones en instalaciones con materialrodante de características iguales osimilares.Lv = LF + TM+ Ce CeLF1Medición de la impedancia(F/V) de la infraestructura(martillo o masa calibrada).A : aceleración en la vía.A: aceleración en el edificio.Estudio de vibraciones según método empírico.
  9. 9. Etapa 4: cálculo sobre la totalidad del trazadoEn la etapa final del estudio se pretende:• Estimar, mediante cálculo, los niveles devibraciones en la totalidad del trazado.• Dar recomendaciones sobre el sistema desoporte anti-vibratorio a instalar en laszonas críticas.• Minimizar la longitud de las instalacionesde soportes anti-vibratorios en la totalidaddel trazado, respetando los niveles demolestia definidos en la etapa 1.PREDICCIÓN DE VIBRACIONES EN FASE DE SERVICIOPara ello, se estimarán los niveles vibratorios apie de los edificios y en su interior a partir de:• La fuente de vibraciones (material rodante)caracterizada en la etapa 2.• El tipo de soportes en el montaje de la vía.• Las características de propagación devibraciones en el trazado.Etapa 3: determinación de las característicasde propagación del terreno.Estudio de vibraciones durante la fase de servicio.Etapa 2: caracterización de las exitaciones.Fuente vibratoriaacelerómetrosEtapa 1: identificación de la zonas sensibles.Etapa 4: cálculo sobre la totalidad del terreno.
  10. 10. EXPERIENCIAProyectos de control y predicción de vibraciones en infraestructura ferroviaria• Control de vibraciones durante la fase de obra del AVE en el tramo de UTE Sagrera. AccionaInfraestructuras.• Control de vibraciones durante la fase de obra del AVE en Montmeló y evaluación del impactovibratorio en la industria Farmhispania S.A. Ferrovial Agroman S.A.• Control de vibraciones durante la fase de obra del AVE en Montmeló y evaluación del impactovibratorio en el polígono industrial Pla sota el Molí. Cliente Confidencial.• Control de vibraciones en la fase de obra de la línea 9 del Metro de Barcelona. GEOCAT, Gestióde Projectes S.A.• Control de vibraciones durante la fase de obra de la línea 9 del Metro de Barcelona. Entorn S.A.Enginyeria i Serveis.• Control de vibraciones puntual durante la fase de obra de la línea 9 del Metro de Barcelona. UTEGorg.• Control semanal de las vibraciones producidas por una tuneladora durante la fase de obra deltramo 3 de la línea 9 del Metro de Barcelona. Entorn S.A. Enginyeria i Serveis.• Estudio del impacto acústico ambiental producido por la circulación del AVE (tren de altavelocidad) por la sierra del Guadarrama (tramo Segovia - Soto del Real). Previsión de los nivelesde ruido, pulso de presión a la entrada en túneles, impacto acústico de las obras de construccióndel túnel y las vías y diseño de soluciones. Inimasa.• Estudio de vibraciones en el terreno de la central Termosolar Borges de Abantia y Comsa Emte.Elaboración de un modelo de predicción vibratorio mediante Elementos Finitos (FEM) paraestimar el nivel de propagación de las vibraciones en el terreno producidas por la circulación delAVE (tren de alta velocidad) por las proximidades de la central. Comsa Emte.• Estudio del impacto acústico ambiental en la línia del AVE (tren de alta velocidad) de Levante.Análisis del área de estudio, modelización y medidas correctoras. Ineco Tifsa.• Estudio acústico y vibratorio del impacto ambiental producido por un nuevo sistema tranviarioen el Camp de Tarragona. Auding Intraesa.• Estudio del impacto vibratorio producido por la circulación del tren en las cercanías de lasinstalaciones de la planta industrial NorControl en Tarragona.
  11. 11. Otros proyectos de control y predicción de vibraciones• Mediciones y control de vibraciones a pie de fachada en una vivienda cercana a las obras delcliente durante un periodo de 5 días. Barcelona. ACSA Sorigué.• Control puntual de vibraciones según normativa en el interior de la industria Indurken a causade la perforación del terreno próximo a la planta durante la fase de obra de unas viviendas enel Prat de Llobregat, Barcelona. Paymacotas.• Mediciones de vibración en el subsuelo, previsión del impacto ambiental mediante modelode propagación de las vibraciones y cálculo del impacto ambiental vibratorio en las obras delaeropuerto de Montflorite. Proyecto ZIMA-041189-ES con adjudicación nº 041190. Ineco Tifsa.• Proyecto sincrotrón ALBA del Vallès: ensayos y predicción de vibraciones sobre el terrenomediante método SASW y Modelo de Elementos Finitos (FEM) para determinar la estructuranecesaria para la colocación de la Losa Crítica y cumplir con las especificaciones vibratorias.Determinación de las constantes del terreno para la elaboración de un modelo numérico capazde prever el comportamiento de la zona crítica frente a las vibraciones del terreno. MásterIngeniería S.A.EXPERIENCIA
  12. 12. Berruguete, 52. (Vila Olímpica Vall d’Hebron)08035 Barcelona. España - Tel/Fax. +34 93 428 63 39E-mail: icr@icrsl.comwww.icrsl.comIngeniería para el Control del RuidoI RC

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