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ESTUDIOS DE VIBRACIONES GENERADAS POR EL PASO DEL FERROCARRIL

Enviado por AAC el 03-03-2011

Un problema habitual en zonas cercanas a las vías ferroviarias es la vibración que el tren genera a su paso. Dicha perturbación, se propaga por el terreno, llegando a la base de los edificios próximos y produciendo molestias en su interior. AAC viene trabajando desde 1995 en dicha problemática, empleando en los últimos años para ello una herramienta de predicción, basada en métodos empíricos, que nos permite conocer con antelación los posibles problemas y proponer la solución más adecuada en cada caso.

Las molestias detectadas en el interior de los edificios cercanos se pueden presentar de dos formas diferentes: como vibración, propiamente dicha, o como ruido, originado por el movimiento de la estructura del edificio; de modo que es necesario evaluar ambos parámetros, para descartar molestias de cualquier tipo. Para valorar los daños ocasionados por las vibraciones mecánicas, se evalúa el nivel de aceleración previsto en el interior del edificio entre 1 Hz y 80 Hz, con el objetivo de poder determinar si van a existir problemas tanto para el edificio como para el ser humano. Sin embargo, éste no es el único efecto que puede percibirse en él ya que, todas las paredes y forjados, al excitarse, se comportan como superficies emisoras, generando un nivel de ruido en su interior. Por este motivo, es necesario valorar, el rango de la señal audible (entre 20 Hz y 315 Hz), teniendo en cuenta la eficacia de radiación de cada superficie y los materiales que las componen.

Desde la entrada en vigor del R.D. 1367/2007, la valoración de las molestias causadas por las vibraciones, se realiza a partir de los niveles máximos registrados. Esto supone un problema añadido en el cálculo de los niveles esperados en este tipo de estudios, dada la dispersión existente en este parámetro. Los niveles máximos generados por el paso del tren, dependen, en gran medida, del tipo de tren, carga, velocidad, etc., pero también del estado de las vías y de las ruedas del tren, entre otras cosas. Esto hace que sea imposible establecer el nivel máximo que va a existir en cada zona, ya que dependerá de las condiciones de cada uno de los trenes que circulen por la vía bajo estudio. Con el objetivo de acercarnos lo máximo posible a este valor, AAC emplea un parámetro que, teniendo en cuenta el coeficiente de variación de cada tipo de tren, calcula el nivel máximo que se va a generar, con una probabilidad del 90%.


La metodología llevada a cabo por AAC en este tipo de estudios consiste, en primer lugar, en realizar un inventario de las edificaciones susceptibles de percibir las vibraciones. Para ello, se realiza un primer análisis, en el que se establece la distancia a las vías por debajo de la cual pueden existir molestias. Una vez identificadas, se calcula el nivel de vibraciones y ruido de origen estructural esperado en cada una de ellas, basándonos en métodos experimentales, ampliamente contrastados en estudios anteriores, junto con otras ingenierías europeas.


 Para calcular los niveles esperados en el interior del edificio, se emplea un modelo elaborado con una amplia base de datos de emisión y funciones de transferencia, en la que se encuentran los resultados obtenidos de numerosas campañas de medida. En primer lugar, es necesario conocer la circulación de trenes existente en la zona bajo estudio (horarios, tipo de tren, longitud, velocidad…) y la emisión correspondiente a dichos trenes. Posteriormente, se tienen en cuenta todos los factores que influyen en la propagación de las vibraciones desde la vía hasta el interior de las viviendas próximas, como son: el tipo de vía (túnel, superficie, vía en placa, balasto, etc), el tipo de terreno (roca, suelo blando), la existencia de desvíos y las características del aislamiento de los edificios en caso de que exista. Una vez conocidos todos estos datos, se calcula el nivel de vibraciones que llega a la base del edificio multiplicando sucesivamente el espectro de emisión por cada una de las funciones de transferencia. Una vez conocidos los niveles que soporta el edificio, se analiza cómo se comporta la construcción ante esta vibración, partiendo del tipo de vivienda (unifamiliares, pisos…) y los materiales que la forman. Con estos datos, se calcula el nivel de vibraciones esperado en el interior de las viviendas, y por último, teniendo en cuenta la eficacia de radiación de las superficies interiores, calculamos el espectro de ruido estructural previsto en su interior.

Tras calcular los niveles en todos los edificios, tanto de vibraciones como de ruido, se determinarán todas las viviendas en las que pueden existir molestias, diseñando la mejor solución para cada una de ellas, bien sea actuando sobre el foco, el medio o el receptor. El hecho de realizar un análisis completo en frecuencia, nos permite conocer con mayor precisión cuáles son las necesidades específicas en cada edificio, sabiendo sobre qué frecuencias se debe actuar y qué aislamiento es necesario.  De esta forma, se consigue que  la solución sea la más eficaz en cada caso.

Aplicando esta metodología se vienen realizando estudios de previsión de impactos de nuevas líneas férreas, soterramientos, nuevas promociones inmobiliarias o búsqueda de soluciones a situaciones consolidadas.