09 Feb Vibración en losas pretensadas

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Ing. Erik Alejandro Mazon Ruiz 09 de enero de 2021. Hermosillo, Sonora, México.

Los sistemas de piso a base de vigueta y bovedilla, es cada vez mas común en edificaciones sin importar el destino del mismo. Y al igual que un sistema de piso con un sistema tradicional, no solo se diseña para asegurar la resistencia, si no también las condiciones de servicio. Algunos ejemplos de esto sería la deformación del piso, el aislamiento de ruido, el aislamiento de temperatura y vibraciones. Este artículo se centra en el diseño y revisión de vibraciones.

Las vibraciones son una oscilación mecánica para un punto de referencia. En las construcciones las vibraciones son producto del movimiento de los cuerpos que interactúan entre sí. Por ejemplo, el caminar de una persona o un vehículo.

Parece inofensivo pensar en que una vibración sea dañina para una construcción. Pero eso depende de la magnitud. Una maquina que genera vibración por ejemplo podría dañar pisos de concreto.

Ahora, no es necesario que se produzcan daños a un elemento para considerar una vibración como una limitante. También depende la percepción que tenemos de la vibración. Porque en un lugar donde existe mucho ruido y movimiento, no será posible percibir la vibración por ejemplo de una lavadora de ropa o un pulidor de pisos. Caso contrario a una oficina o un lugar con considerable silencio, el caminar de una persona producirá vibraciones que podrían ser percibidas en un ambiente de silencio.

Es por esto que la revisión de las vibraciones depende de la fuente del movimiento y de el lugar en donde se producirá.

El análisis teórico de vibraciones se respalda en lo establecido en el manual PCI en el capitulo 9. En donde se requiere estimar la frecuencia natural del sistema (f₀) y compararla con la frecuencia mínima (f_min) para la condición del sistema de piso.

Si la frecuencia natural del sistema de piso se igualara con la frecuencia de vibración del origen del movimiento, se dice que entra en resonancia y esto podría ser dañino para la losa mas halla de la condición de servicio.

La frecuencia natural del sistema de piso tiene que ser mayor, esto implica mayor rigidez por lo tanto menor probabilidad de que las cargas puedan producir oscilaciones muy rápidas.

Por ejemplo, para una losa de vigueta y bovedilla, que se utiliza para el entrepiso de una vivienda, con una longitud de 4 metros, la frecuencia mínima del sistema es 4.04 Hz, mientras que la frecuencia natural del sistema calculada se estima por 7.75 Hz. Quiere decir que la losa para ese uso es aceptable, ya que las vibraciones que se producen por las personas no son perceptibles. Mas esto no esta relacionado al ruido que se pudiera escuchar por los pasos al caminar.

Por otro lado, si incrementamos la longitud de la vigueta, la frecuencia natural del sistema bajará acercándose a la frecuencia mínima permitida o incluso quedar fuera de rango. Lo que lleva a problemas de vibración o incluso del colapso al tener oscilaciones debido a las cargas.

ERIK ALEJANDRO MAZON RUIZ

Ingeniero civil egresado de la Universidad de Sonora, Maestría en estructuras urbanas, especializado en estructuras prefabricadas de concreto, experiencia en ingeniería estructural, analista técnico para la empresa TRABIS, docente en la carrera de arquitectura en Universidad Vizcaya de las Américas.

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