PROPUESTA SERVICIO DE MONITOREO DE VIBRACIONES CONTRATISTA GEOSIS INGENIERIA SAS CLIENTE UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO ORDEN DE COMPRA PUBLICA OC20160722 HOJA 1 DE 44 GEOSIS INGENIERIA SAS Cll 144 No. 47 -05, Tel: 540 7328, Bogotá D.C. www.geosis.co MONITOREO DE VIBRACIONES EN EL EDIFICIO H UBICADO EN LA UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO, BARRANQUILLA PRESENTADO A: UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO ELABORADO POR: GEOSIS INGENIERIA SAS NIT. 900.952.659-2 BOGOTA D.C. Octubre 27 de 2016
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MONITOREO DE VIBRACIONES EN EL ... - … · N. REF. INFORME FINAL No. 161081 Estimados Señores Por medio de la presente y según la orden de su referencia, ... ANALISIS DE VIBRACIONES
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Pag CARTA DE PRESENTACION………………………………………………………....5 INTRODUCCION ……………………………………………………………………….6 1. METODO ANALISIS DE VIBRACION EN ESTRUCTURAS…………………....7
1.1. Efectos de las vibraciones………………………………………………………. .7
1.2. Medición de las vibraciones……………………………………………………....8
1.3. Normas de manejo de vibraciones…………………………………………….....9 1.3.1. Norma Alemana DIN 4150 versión 1999……………………………………..9 2. EQUIPO UTILIZADO ………………………………………………………………..11 3. ADQUISICION DE DATOS ………………………………………………………...13 4. PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE DATOS………………………………….…16 5. CONCLUSIONES………………………………………………………………..…..42 6. RECOMENDACIONES………………………………………………………..…….43 7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS………………………………………...…….44
TABLA DE ILUSTRACIONES
Figura 1 Dimensiones del registro de velocidad: Vertical y dos horizontales: Longitudinal y Transversal (Benjumea, 2003) .................................................................................................. 8
Figura 2 Valores representativos según la norma Alemana DIN 4150 (Bacci et al., 2003) ........................................................................................................................................................... 11
Figura 3 Equipo acelerográfico utilizado en el estudio: ....................................................... 12
Figura 4 Sitio de estudio, Edificio H Universidad del Atlántico. En la imagen inferior,
ubicación de la instalación de los acelerógrafos (primer y quinto piso) ............................ 13
Figura 5 Acelerógrafo SX instalado en el nivel inferior/ ...................................................... 14
Figura 6 Acelerógrafo CMG- 5TDE Instalado en el nivel superior/ .................................... 15
Figura 7 Registros de velocidad en tres componentes para el Piso 1 – Ciencias Jurídicas ........................................................................................................................................................... 16
Figura 8 Espectros de Fourier calculados a partir del registro de velocidad en tres componentes para el Piso 1 – Ciencias Jurídicas. .................................................................. 17
Figura 9 Registros de velocidad en tres componentes para el Piso 5 – Oficina de
Figura 10 Espectros de Fourier calculados a partir del registro de velocidad en tres componentes para el Piso 5 – Oficina de Postgrados. ........................................................... 18
Figura 11 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 05/10/2016 entre 22:30 y 23:59 Hora UT. ......................................................................... 19
Figura 12 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 06/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 20
Figura 13 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 07/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 22
Figura 14 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 08/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 23
Figura 15 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 09/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 25
Figura 16 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 10/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 26
Figura 17 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 11/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 28
Figura 18 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 12/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ......................................................................... 29
Figura 19 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres
componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 13/10/2016 entre 00:00 y 16:10 Hora UT. ......................................................................... 30
Figura 20 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 05/10/2016 entre 22:30 y 23:59 Hora UT. ......................................................................... 31
Figura 21 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 06/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 32
Figura 22 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 07/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 33
Figura 23 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 08/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 34
Figura 24 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 09/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 35
Figura 25 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 10/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 37
Figura 26 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 11/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ...................................................... 38
Figura 27 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 12/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT. ......................................................................... 39
Figura 28 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres
componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 13/10/2016 entre 00:00 y 16:10 Hora UT. ......................................................................... 40
Tabla 1 Valores admitidos por la norma alemana DIN 4150 para daños en edificios (Modificado de Bacci et al., 2003) ............................................................................................. 10
Tabla 2 Información de los Acelerógrafos utilizados en el estudio de Monitoreo de
Tabla 3 Valores representativos de velocidad en mm/s y frecuencia significante en Hz, registrados en el Piso 1 – Ciencias Jurídicas. .......................................................................... 41
Tabla 4 Valores representativos de velocidad en mm/s y frecuencia significante en Hz,
registrados en el Piso 5 – Oficina de Postgrados. .................................................................. 41
La Universidad del Atlántico contrató con GEOSIS INGENIERIA SAS el servicio
para el Monitoreo de Vibraciones del Edificio H del campus ubicado en el KM 7, Vía Puerto, Barranquilla. El objetivo del servicio fue determinar si la edificación
puede verse afectada estructuralmente por las vibraciones que se han venido presentando.
Para este estudio se emplearon dos instrumentos sísmicos (acelerógrafos y sismógrafos) de alta resolución y precisión, que permitieron registrar durante
nueve días la velocidad de vibración (mm/s) de la estructura, estos valores son comparados con los permitidos por la Norma Alemana DIN4150, para establecer que no se produzcan daños estructurales en las edificaciones. Los acelerógrafos
empleados en este estudio tienen la capacidad de registrar pequeños movimientos que a veces son imperceptibles por las personas.
Este informe corresponde a la presentación de resultados, incluyendo la
descripción: del método aplicado, el equipo utilizado, la adquisición, procesamiento, e interpretación de datos.
Estos resultados son únicamente válidos para las vibraciones registradas en el Edificio H entre los días 5 y 13 de octubre de 2016, fecha en la cual el personal
Figura 11 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
05/10/2016 entre 22:30 y 23:59 Hora UT.
2016-10-06 00:00 – 23:59 UT
La Figura 12 muestra la información de Velocidad de vibración versus frecuencia para
los registros del día 6 de octubre de 2016, en este gráfico se observa que la Velocidad
de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN4150. Los valores de
vibración cercanos a 1.4 mm/s y 1.5 mm/s en el Piso 1, corresponden a la visita realizada
para verificar el funcionamiento del equipo. Para la información registrada en el Piso 5
se observan Velocidades de vibración entre 0.75 mm/s y 1.0 mm/s, y otra de 2.8 mm/s,
estas presentan una dirección preferencial en sentido Este-Oeste que puede asociarse a
influencia de ruido puntual cerca al equipo o la apertura y cierre de puertas en la oficina
Figura 12 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
Figura 13 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
07/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
2016-10-08 00:00 – 23:59 UT
La Figura 14 muestra la información de Velocidad de vibración versus frecuencia para
los registros del día 8 de octubre de 2016, en este gráfico se observa que la Velocidad
de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN4150. En general se
observan valores de vibración por debajo de 0.04 mm/s en el Piso 1 y las frecuencias
significantes corresponden a 0.5 Hz, 2.5 Hz y 10 Hz para las componentes Este-Oeste y
Norte-Sur, y en la componente vertical se tienen frecuencias de 0.5 Hz, 10 Hz y de 15 a
24 Hz. Para la información registrada en el Piso 5 se observan Velocidades de vibración
inferiores a 0.17 mm/s con frecuencias de 0.5 Hz y 2.5 Hz para las componentes Norte-
Sur y Este Oeste, y en la componente Vertical se observan frecuencias significantes de
Figura 14 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
Figura 15 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
09/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
2016-10-10 00:00 – 23:59 UT
La Figura 16 muestra la información de Velocidad de vibración versus frecuencia para
los registros del día 10 de octubre de 2016, en este gráfico se observa que la Velocidad
de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN4150. En general se
observan valores de vibración por debajo de 0.07 mm/s en el Piso 1 y las frecuencias
significantes corresponden a 0.5 Hz, 2.5 Hz y 10 Hz para las componentes Este-Oeste y
Norte-Sur, y en la componente vertical se tienen frecuencias de 0.5 Hz, 10 Hz y de 15 a
19 Hz. Para la información registrada en el Piso 5 se observan Velocidades de vibración
inferiores a 0.2 mm/s y una que es cercana a 1.5 mm/s, la cual presenta una dirección
preferencial en sentido Este-Oeste que puede asociarse a influencia de ruido puntual
cerca al equipo o la apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados, con
frecuencias de 0.5 Hz y 2.5 Hz para las componentes Norte-Sur y Este Oeste, y en la
componente Vertical se observan frecuencias significantes de 0.5 Hz, 13 Hz a 14 Hz, 19
Figura 16 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
Figura 17 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
11/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
2016-10-12 00:00 – 23:59 UT
El día 12 de octubre solo se tiene registro en la Oficina Jurídica en el Piso 1 del Bloque
H. En la Figura 18 se observan Velocidades de vibración inferiores a 0.7 mm/s y no
superan los valores establecidos en la norma DIN4150. Las frecuencias significantes
corresponden a 0.5 Hz, 2.5 Hz, 16 Hz, 19 Hz y 22 Hz en la componente vertical y 0.5
Hz, 2.5 Hz, 10 Hz y 12.5 Hz para las componentes Este-Oeste y Norte-Sur.
Figura 18 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
12/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
2016-10-13 00:00 – 23:59 UT
El día 13 de octubre solo se tiene registro en la Oficina de Ciencias Jurídicas en el Piso 1
del Bloque H. En la Figura 19 se observa que la Velocidad de vibración es inferior a 0.05
mm/s y no supera los valores establecidos en la norma DIN4150. Las frecuencias
significantes corresponden a 0.5 Hz, 2.5 Hz, y 19 Hz en la componente vertical y 0.5 Hz,
2.5 Hz y 10 Hz para las componentes Este-Oeste y Norte-Sur.
Figura 19 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
13/10/2016 entre 00:00 y 16:10 Hora UT.
ANALISIS DE VELOCIDAD DE VIBRACION CON RESPECTO AL TIEMPO
Se realizaron gráficos de Velocidad de vibración (mm/s) versus tiempo de registro (Hora
UT), los cuales se presentan en las Figuras 20 a 28.
En la Figura 20 se observa que los valores de velocidad de vibración son inferiores a
0.025 mm/s, los cuales no exceden los rangos establecidos en la Norma DIN4150.
Figura 20 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
05/10/2016 entre 22:30 y 23:59 Hora UT.
En la Figura 21 se observa que en el Piso 1 se presentaron amplitudes cercanas a 1.5
mm/s y 0.4 mm/s que corresponden al momento en que se realizó la visita de
verificación de funcionamiento del equipo y en otros instantes de tiempo la velocidad se
registró por debajo de los 0.2 mm/s. Para la información registrada en el Piso 5 se
observan Velocidades de vibración de 0.5 mm/s, 0.75 mm/s, 1.0 mm/s Y 2.8 mm/s, las
cuales ocurren en horas normales de oficina y presentan una dirección preferencial en
sentido Este-Oeste que puede asociarse a influencia de ruido puntual cerca al equipo o
la apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados.
Figura 21 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
06/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
En la Figura 22, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de
vibración es inferior a 0.045 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma
DIN4150. También a partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores
de velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4:00 y 9:00 UT (11:00
pm y 05:00 am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de
ruido externo en la medición de las vibraciones. Para los datos registrados en el Piso 5,
en la Figura 22 se observan valores de velocidad de vibración que no superan los rangos
definidos en la Norma DIN4150, las velocidades superiores a 1 mm/s con preferencia en
dirección Este-Oeste pueden estar asociados a fenómenos vibratorios puntuales como
paso cercano de personas o apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados.
Figura 22 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
07/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
En la Figura 23 se observa que en el Piso 1 se presentaron amplitudes cercanas a 0.035
mm/s y 0.06 mm/s, en otros instantes de tiempo las vibraciones se registraron por
debajo de los 0.03 mm/s. Para la información registrada en el Piso 5 se observan
Velocidades de vibración de 0.14 mm/s, 0.16 mm/s, 1.0 mm/s y 2.8 mm/s, para otros
instantes de tiempo están por debajo de 0.12 mm/s. Los niveles de vibración están por
debajo de los niveles establecidos en la Norma DIN 4150. A partir de la información
registrada en los Pisos 1 y 5 se puede observar que los valores de velocidad disminuyen
en el intervalo comprendido entre las 4:00 y 9:00 UT (11:00 pm y 05:00 am Hora Local),
tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido externo en la medición
de las vibraciones.
Figura 23 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
En la Figura 24, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de
vibración es inferior a 0.04 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma
DIN4150. A partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores de
velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4:00 UT y 10:00 UT (11:00
pm y 05:00 am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de
ruido externo en la medición de las vibraciones. Para los datos registrados en el Piso 5,
en la Figura 24 se observan valores de velocidad de vibración inferiores a 0.14 mm/s
que no superan los rangos definidos en la Norma DIN4150.
Figura 24 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
Figura 25 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
10/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
En la Figura 26, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de
vibración es inferior a 0.05 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma
DIN4150. A partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores de
velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4:00 y 9:00 UT (11:00 pm
y 04:00 am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido
externo en la medición de las vibraciones. Para los datos registrados en el Piso 5, en la
Figura 26 se observan valores de velocidad de vibración que no superan los rangos
definidos en la Norma DIN4150, la velocidad cercana a los 3 mm/s con preferencia en
dirección Este-Oeste puede estar asociada a fenómenos vibratorios puntuales como paso
cercano de personas o apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados.
En la Figura 27 se observa que en el Piso 1 se presentaron amplitudes cercanas a 0.7
mm/s que corresponden al momento en que se realizó la visita de verificación de
funcionamiento del equipo y en otros instantes de tiempo la velocidad se registró por
debajo de los 0.1 mm/s. Los niveles de vibración están por debajo de los niveles
establecidos en la Norma DIN 4150.
Figura 27 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el
12/10/2016 entre 00:00 y 23:59 Hora UT.
En la Figura 28, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de
vibración es inferior a 0.05 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma
DIN4150. A partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores de
velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4:00 y 9:00 UT (11:00 pm
y 04:00 am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido