DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 1
JUSTO CARRETERO PÉREZ
INGENIERO DE CAMINOS JEFE DE DIVISIÓN DE
INSTRUMENTACIÓN Y ENSAYOS
DIRECCIÓN GENERAL DE CARRETERAS
Y ESPECIALIDADES.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS
Madrid JUNIO 2009
Auscultación y sistemas de Gestión Técnica de Infraestructuras
1 ª Jornada Técnica sobre:
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS
1. INTRODUCCIÓN. 2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN. 3. ACTIVIDADES DESARROLLADAS. 4. MAGNITUDES A MEDIR 5. EJEMPLOS DE AUSCULTACIÓN EN FERROCARRILES. - VÍA (GENERALES, RUIDO Y VIBRACIONES) - MATERIAL RODANTE - EFECTOS DINÁMICOS EN TÚNELES
2
ÍNDICE
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS
SITUACIÓN ACTUAL Y FUTURO DEL FERROCARRIL:
- EN LOS ÚLTIMOS 15 0 20 AÑOS EL DESARROLLO DEL
FERROCARRIL HA SIDO IMPARABLE, EL MAYOR DE SU HISTORIA, Y
TANTO EN EL PRESENTE COMO EN EL FUTURO LO SEGUIRÁ
SIENDO.
- LA NECESIDAD DE IMPLANTAR UN SERVICIO DE CERCANIAS EN
LAS GRANDES CIUDADES COMO LA ALTA VELOCIDAD ENTRE
ELLAS ESTÁ SUPONIENDO UNO DE LOS MAYORES RETOS Y EL
MOTOR DE SU DESARROLLO.
3
1. INTRODUCCIÓN
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 4
1. INTRODUCCIÓN (CONTINUACIÓN)
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 5
1. INTRODUCCIÓN (CONTINUACIÓN)
- QUIZÁS POR PRIMERA VEZ, LOS FACTORES DE SEGURIDAD ESTÁN AL
MISMO NIVEL DE IMPORTANCIA QUE LOS DE CONFORT, CUMPLIMIENTOS
DE HORARIOS, Y MINIMIZACIÓN DE AFECCIONES MEDIOAMBIENTALES.
LA PREOCUPACIÓN ES GLOBAL.
- PRÁCTICAMANENTE TODAS LA ADMINISTRACIONES SE ESTÁN VIENDO
IMPLICADAS EN ESTE DESARROLLO: ESTATATAL, AUTONÓMICAS, Y
AYUNTAMIENTOS (METRO Y TRANVIAS). TODO EL FERROCARRIL: ANCHO
IBÉRICO, UIC, Y MÉTRICO. TODO HA EVOLUCIONADO.
- QUIZÁS NUNCA, LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS HABÍAN HECHO CRECER
TANTO LA AUSCULTACIÓN Y ENSAYOS FERROVIARIOS
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 6
1. INTRODUCCIÓN (CONTINUACIÓN)
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 7
1. INTRODUCCIÓN (CONTINUACIÓN)
UNA VISIÓN GLOBAL DE LA AUSCULTACIÓN FERROVIARIA: - ABARCA LA MAYORIA DE LOS CAMPOS * ESTRUCTURAS: VIADUCTOS * TÚNELES * MATERIAL RODANTE * ELECTRIFICACIÓN: CATENARIA Y SUBESTACIONES * MEDIOAMBIENTAL: RUIDO Y VIBRACIONES * VÍA: INTERACCIÓN CON EL RESTO ELEMENTOS PROPIOS (CARRIL, TRAVIESAS, DESVÍOS …)
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS
Exploración de los sonidos producidos por los órganos …. de …. con la ayuda de los instrumentos adecuados.
8
2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN.
- OBSERVAR Y MEDIR MAGNITUDES FÍSICAS
- UTILIZAR DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS ADECUADOS - REGISTRO POR CAMPAÑAS (ENSAYOS) O
CONTINUADO (MONITORIZACIÓN) EN EL TIEMPO.
- VISUALIZACIÓN, SEGUIMIENTO, … ANÁLISIS. - PROTOCOLOS DE ACTUACIÓN
“AUSCULTACIÓN” según DRAE:
“AUSCULTACIÓN” EN INGENIERÍA CIVIL:
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 9
2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN (CONTINUACIÓN)
“DATOS A TENER EN CUENTA EN LA AUSCULTACIÓN”:
- DÓNDE Y QUÉ MEDIR ?? - DURACIÓN, FRECUENCIA (CONTINUA/CAMPAÑAS) ?? - ESTÁTICA O DINÁMICA - QUÉ GUARDAR (VOLUMEN DATOS) ?? - CÓMO VER LOS RESULTADOS (T. Real) ??
“DECISIONES A TOMAR - EL COMO- “:
- TIPO DE SENSOR Y CONEXIONADO, TIPO DE REGISTRO Y SOFTWARE DE CONTROL, TOPOLOGÍA DE RED LOCAL Y SITEMA DE COMUNICACIONES, ETC...
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 10
2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN (CONTINUACIÓN)
“PUNTOS FUNDAMENTALES”:
- HABLAR CON EL INTERLOCUTOR ADECUADO (“EL QUE SABE / EL TEÓRICO ”.)
- REDACCIÓN DEL PROYECTO DE AUSCULTACIÓN (ESQUEMA, LOC., MAGN., EST/DIN, FREC, SENSORES, ....)
- QUÉ HACER CON LAS MEDIDAS Y SUS LÍMITES: ===> PROTOCOLOS - DIFERENCIAR CLARAMENTE ENTRE EL QUE
INSTRUMENTA Y EL QUE ANALIZA. SE COMPLEMENTAN.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 11
3. ACTIVIDADES DESARROLLADAS.
AUSCULTACIÓN GENERAL
Estudio Preliminar Inspección
inicial Proyecto de
AUSCULTACIÓN
Instrumentación Calibración y pruebas de
funcionamiento
ANÁLISIS DE DATOS
REGISTRO Y TRANSMISIÓN
DE DATOS
EMISIÓN DE INFORMES
BASE DE DATOS Y PRESENTACIÓN WEB
RESULTADOS
Y CONCLUSIONES
PROTOCOLOS ACTUACIÓN
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 12
2. DEFINICIÓN DE AUSCULTACIÓN
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 13
4. MAGNITUDES A MEDIR
DEPENDEN DE LA APLICACIÓN, PERO SON LAS CLÁSICAS:
DESPLAZAMIENTOS/ASIENTOS RELATIVOS Y ABSOLUTOS: MEDIDOS
POR LVDTs, POTENTENCIÓMETROS, TRANSDUCTORES DE HILO,
EXTENSÓMETROS DE VARILLAS..
ACELERACIONES (EN LOS TRES EJES).
TENSIONES Y DEFORMACIONES RELATIVAS: EXTENSÓMETROS DE
BARRAS, GALGAS.
PRESIONES: CÉLULAS DE CARGA (INTERFASES, BAJO CARRIL,
CABLES,…)
LA VELOCIDADES DE VIENTO (RÁFAGAS). 2/3D.
MEDIDAS DE TEMPERATURA EN INTERIOR Y SUPERFICIE DE LOS
DISTINTOS ELEMENTOS. (Humedad)
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 14
5. EJEMPLOS DE AUSCULTACIÓN
- VIA. ENSAYOS DINÁMICOS EN TRAVIESAS Y CARRILES
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 15
5. EJEMPLOS…. VIA
MEDIDAS ESTÁTICAS CON CONTROL DE ESFUERZOS Y DESPLAZAMIENTOS.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 16
MEDIDAS DINÁMICAS PARA ESTUDIO DE COMPORTAMIENTO CAMBIOS DE VÍA.
5. EJEMPLOS…. VIA
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 17
5. EJEMPLOS…. VIA. METRO DE MADRID. ACELERACIONES Y TENSIONES EN LOSAS
A
B C
D E
F
G
H
MILITAR 8 MACHO VISTA FRONTAL
A
H
F
G
C B
D
E
1
2
3
4
5
MALLA +EXC -EXC -SIGNAL +SIGNAL
NC NC NC
La malla no se conectará ala barra de medida.
Sin conector, conexión barra:
Par 1, P1. Excitación. C (2 - Exc +), cable P11 E (3 – Exc -), cable P12
Nomenclatura: P1, par 1. P11, par 1 cable 1. P12, par 1 cable 2. P2, par 2. P21, par 2 cable 1. P22, par 2 cable 2.
P1 P2
P11 P12
Par 2, P2. Signal. A (5 - Sig +), cable P21 G (3 – Sig -), cable P22
P21
P22
MALLA B (1 - MALLA).
Los números 1 al 5 son aplicables cuando lleva un conector (que no es el caso).
R N,A V B
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 18
MONITORIZACIÓN DESPLAZAMIENTOS, TENSIONES Y TEMPERATURAS EN LA VÍA EN METRO DE BILBAO.
5. EJEMPLOS…. VIA
ARMARIO 1
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
16/10/03 0:00 18/10/03 0:00 20/10/03 0:00 22/10/03 0:00 24/10/03 0:00 26/10/03 0:00 28/10/03 0:00 30/10/03 0:00
Tiempo (h)
ºC
Tª Carril Tª Caja 11 Tª Amb Tª Caja 12
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 19
5. EJEMPLOS…. VIA MONITORIZACIÓN … ESQUEMAS METRO DE BILBAO.
1
2
3
4
TRA
NSD
UC
TOR
D
E H
ILO
Malla
-
+
INTERIOR A OR A LA VÍA
G2G1
0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
25.00
30.00
29/1
0/03
0:0
030
/10/
03 0
:00
31/1
0/03
0:0
001
/11/
03 0
:00
02/1
1/03
0:0
003
/11/
03 0
:00
04/1
1/03
0:0
005
/11/
03 0
:00
06/1
1/03
0:0
007
/11/
03 0
:00
08/1
1/03
0:0
009
/11/
03 0
:00
10/1
1/03
0:0
011
/11/
03 0
:00
12/1
1/03
0:0
013
/11/
03 0
:00
14/1
1/03
0:0
015
/11/
03 0
:00
16/1
1/03
0:0
017
/11/
03 0
:00
18/1
1/03
0:0
019
/11/
03 0
:00
20/1
1/03
0:0
021
/11/
03 0
:00
22/1
1/03
0:0
023
/11/
03 0
:00
24/1
1/03
0:0
025
/11/
03 0
:00
26/1
1/03
0:0
027
/11/
03 0
:00
28/1
1/03
0:0
029
/11/
03 0
:00
30/1
1/03
0:0
001
/12/
03 0
:00
02/1
2/03
0:0
003
/12/
03 0
:00
04/1
2/03
0:0
005
/12/
03 0
:00
06/1
2/03
0:0
007
/12/
03 0
:00
08/1
2/03
0:0
009
/12/
03 0
:00
10/1
2/03
0:0
011
/12/
03 0
:00
12/1
2/03
0:0
0
Día y hora
ºC
Tª Amb Tª carril
LUTXANA
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 20
Proyecto NOEMIE, Ruido Corredor Mediterráneo
5. EJEMPLOS…. VIA - RUIDO
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 21
Proyecto NOEMIE. Martillo de impactos
5. EJEMPLOS…. VIA - RUIDO
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 22
Proyecto NOEMIE. Alta velocidad. Ruido trenes al paso.
5. EJEMPLOS…. VIA - RUIDO
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 23
NOEMIE Alta velocidad. Medidas estáticas tren estacionado.
5. EJEMPLOS…. VIA - RUIDO
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 24
NOEMIE AV. Martillo (atenuación vibraciones en carriles)
5. EJEMPLOS…. VIA - VIBRACIONES
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 25
5. EJEMPLOS…. VIA - VIBRACIONES NOEMIE AV. Martillo (atenuación vibraciones en carriles) Control TIEMPO REAL
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 26
5. EJEMPLOS…. VIA - VIBRACIONES NOEMIE AV. Martillo (atenuación vibraciones en carriles) RESULTADOS
0,10
1,00
10,00
10 100 1000 10000
T.D. Horiz. Límite
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 27
5. EJEMPLOS…. VIA - RUIDO
El alcance de los resultados registrados se limita a la obtención de los niveles equivalentes diurnos y nocturnos para cada una de las mediciones.
Ensayos de caracterización de la curva de Móstoles. Medidas en interior y exterior de viviendas.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 28
Caracterización de la vía en placa en el corredor mediterráneo
5. EJEMPLOS…. VIA – RUIDO.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 29
Caracterización vía en placa corredor mediterráneo. RESULTADOS
5. EJEMPLOS…. VIA - RUIDO
SISTEMA Leq SEL Lmáx L95 L50 L5 Leq SEL Lmáx L95 L50 L5EDILON 101.4 107.4 108.9 91.6 99.6 106.0 95.4 101.4 98.2 90.6 95.1 97.7
RHEDA DYWIDAG 98.7 104.4 105.5 92.5 96.3 103.0 94.8 100.6 98.9 90.6 93.3 98.4RHEDA 2000 102.1 107.9 110.2 94.8 100.1 106.8 95.9 101.7 100.1 90.8 94.7 103.5
STEDEF 100.0 105.8 106.5 93.9 97.9 104.1 94.1 99.9 98.3 89.8 92.5 97.7BALASTO 96.0 101.9 106.7 86.4 92.4 100.9 90.3 96.3 95.3 84.4 88.6 94.2GETRAC 96.7 102.9 104.7 90.4 94.6 101.4 91.9 98.1 95.9 88.7 90.6 95.5
ATD 95.9 102.4 103.5 88.0 93.7 101.0 91.2 97.7 95.6 86.4 89.9 94.8
MICROFONO A 3,5 METROSCOMPARACIÓN DE NIVELES PARA TREN EUROMED
MICROFONO A 7,5 METROS
SISTEMA EDILON - MICRÓFONO A 3,5 METROS
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
110.0
20 31.5 50 80 12
520
031
550
080
012
5020
0031
5050
0080
0012
500
Frecuencia (Hz)
dB
Media_Talgo Media_Euromed Media_Arco
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 30
5. EJEMPLOS…. VIA – VIBRACIONES. Caracterización vía en placa corredor mediterráneo
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 31
Caracterización vía en placa corr. Med. RESULTADOS.
5. EJEMPLOS…. VIA – VIBRACIONES.
Traviesa_víaI Traviesa_víaII Plataforma_víaI Plataforma_víaII20 0.0001475 0.0001605 0.0000130 0.000003025 0.0000990 0.0001153 0.0000265 0.0000078
31.5 0.0000518 0.0001085 0.0000680 0.000020840 0.0001735 0.0001610 0.0001395 0.000035050 0.0004353 0.0001560 0.0001983 0.000100563 0.0005120 0.0001540 0.0003665 0.000128880 0.0005420 0.0002473 0.0007185 0.0001128100 0.0009838 0.0002543 0.0016968 0.0001588125 0.0012238 0.0001860 0.0028340 0.0003545160 0.0028948 0.0003128 0.0070045 0.0005358200 0.0029288 0.0003378 0.0066455 0.0004358250 0.0012215 0.0002428 0.0016653 0.0001188
SISTEMA EDILON - HILO EXTERNO VÍA IACELERÓMETRO PLATAFORMA VIA II (Martillo HE-Via 2)
0.000010
0.000100
0.001000
0.010000
0.100000
20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Hz
m/s
2 /N
Edilon RhedaDyw idag Rheda2000 Stedef Balasto Getrac ATD
ACELERÓMETRO PLATAFORMA VIA II (Martillo HI-Via 2)
0.000001
0.000010
0.000100
0.001000
0.010000
0.100000
20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Hz
m/s
2 /N
Edilon RhedaDyw idag Rheda2000 Stedef Balasto Getrac ATD
SISTEMA EDILON - HILO EXTERNO VÍA I
0.000001
0.000010
0.000100
0.001000
0.010000
0.100000
20 25 31.5 40 50 63 80 100 125 160 200 250
Hzm
/s2 /N
Traviesa_víaI Traviesa_víaII Plataforma_víaI Plataforma_víaII
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 32
5. EJEMPLOS…. VIA – ANALISIS VIBRATORIO LAV JATIVA-VALENCIA
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 33
5. EJEMPLOS…. VIA – ANALISIS VIBRATORIO
y = 0.0030x -1.1020 0.000
0.000
0.001
0.010
0.100
1.000
1 10 100 Distancia
Velocidad (m/sg2)
RMS RMS+ RMS- Potencial (RMS) Potencial (RMS+ ) Potencial (RMS-)
y = 0.0059x-1.6951
0.000001
0.000010
0.000100
0.001000
0.010000
1 10 100
Distancia
Vel
ocid
ad (
m/s
g2)
RMS
RMS+
RMS-
Potencial (RMS)
Potencial (RMS+ )
Potencial (RMS-)
LAV JATIVA-VALENCIA. RESULTADOS. LEYES ATENUACIÓN, PREDICCIÓN DE
NIVELES, SOLUCIONES.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 34
5. EJEMPLOS…. LOCOMOTORAS - RUIDO Ensayos de ruido en locomotoras. Registro continuo y discriminación eventos (frenado, aceleración, bocina, etc..)
Ch. 1 Leq 200ms A dBR 19/07/05 18h57m07s000 63.9 R 19/07/05 19h27m06s800
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
19h00 19h05 19h10 19h15 19h20 19h25
Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Bocina dBR 19/07/05 21h13m15 86.8 E 20/07/05 00h03m56Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Decelerando dBR 19/07/05 21h13m15 77.8 E 20/07/05 00h03m56Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Acelerando dBR 19/07/05 21h13m15 79.2 E 20/07/05 00h03m56Ch. 1 Leq 1s A Fuente :No codificado dBR 19/07/05 21h13m15 82.3 E 20/07/05 00h03m56
Bocina Decelerando Acelerando No codificado
SATSeñal
60
65
70
75
80
85
90
95
100
21h30 22h00 22h30 23h00 23h30 00h00
Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Acelerando dBR 19/07/05 21h54m09 80.3 R 19/07/05 21h56m26
Acelerando
SATSeñal
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
54m10 54m20 54m30 54m40 54m50 55m00 55m10 55m20 55m30 55m40 55m50 56m00 56m10 56m20
Ch. 1 Leq 1s A Fuente :Bocina dBR 19/07/05 21h20m43 90.2 R 19/07/05 21h20m58
Bocina
SATSeñal
70
75
80
85
90
95
100
20m44 20m46 20m48 20m50 20m52 20m54 20m56 20m58
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 35
Ensayos de ruido en locomotoras. Resultados de los niveles de exposición
durante las jornadas laborales
5. EJEMPLOS…. LOCOMOTORAS - RUIDO
Microfono 1 Microfono 2
8 0 82.1 81.87 1 81.5 81.26 2 80.9 80.65 3 80.1 79.84 4 79.1 78.8
LOCOMOTORA 269-308-3 CABINA 2
L eq,d (dBA)HORAS DEDICADAS AL
DESCANSO
HORAS DEDICADAS A LA
CONDUCCIÓN
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 36
5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE Niveles sonoros y vibratorios por impacto de máquinas en toperas de la estación AVE de MADRID-ATOCHA.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 37
5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE Medidas de velocidad de viento y presión sonora en alta velocidad. Evaluación del Efecto ESTELA en línea AVE de MADRID-LÉRIDA.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 38
5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE ESTABILIDAD de Uds Cercanías, locomotoras, y vagones. Ficha UIC 518
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 39
CONTROL DE SEGURIDAD EN TIEMPO REAL.
5. EJEMPLOS…. MATERIAL RODANTE
CONTROL DE DESCARRILAMIENTO VARIANDO PARÁMETROS DE SISTEMA DE AMORTIGUAMIENTO.
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 40
DIRECCIÓN DE ESTRUCTURAS 41
Top Related