Ferrocarril y vibraciones

El marco legal existente en la mayoría de países desarrollados regula el impacto vibratorio de las actividades, en general, y de las relacionadas con el uso de infraestructuras, en particular. Esta legislación aparece no tanto por la posibilidad de causar daños estructurales, que también, como por la molestia que la vibración del entorno genera en las personas, a través de la vibración en sí misma y mediante el ruido radiado por las estructuras sujetas a vibración. Sin embargo, no es éste un problema fácil de afrontar y no son pocos los conflictos que aparecen y se solucionan -o no- en base al conocimiento previo basado en la experiencia y no en la ciencia.

Curvas de igual amplitud de vibración calculadas para la fase preliminar de proyecto

Curvas de igual amplitud de vibración calculadas para la fase preliminar de proyecto

El Laboratorio de Ingeniería Acústica y Mecánica (LEAM), miembro de CIT UPC,  ofrece una solución, tanto para la fase preliminar, como para la fase de detalle del estudio en fase de proyecto. Para estudios preliminares se propone un modelo analítico de gran eficiencia en el cálculo que sin embargo no es simple en cuanto a su concepción y resultados, puesto que el modelo permite ya evaluar soluciones constructivas de vía adaptadas a la circulación y al terreno, que permita minimizar el número de edificios afectados o escoger la solución óptima entre coste de la solución y afectación. Una versión preliminar de este modelo se ha aplicado, en colaboración con el grupo de investigación GREVTAM del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UPC, al estudio preliminar de la L9, dando como resultado un mapa de la línea de metro que localiza los edificios afectados y también el nivel de vibración en superficie libre, en forma de curvas de igual amplitud de vibración. Este último resultado es muy útil porque en caso de obra de nueva construcción, el gestor de la infraestructura puede suministrar este dato al promotor, recayendo sobre éste el cumplimiento de los requisitos en el interior de la edificación y liberando al gestor de cualquier responsabilidad en obra nueva.

Modelo 3D para el estudio en detalle

El impacto vibratorio causado por el paso de un ferrocarril depende de un gran número de variables: peso, velocidad y suspensión del material móvil, de la rugosidad de la rueda y del rail, de las características de la vía (si es o no balastrada,  del tipo de sujeción de carril…), del tipo de suelo y de la presencia de diferentes estratos, de la cimentación de la edificación y de las variables que definen su estructura… Es un problema complejo que tiene como consecuencia que actualmente no exista una metodología consensuada de cálculo de impacto vibratorio de una infraestructura. El enfoque de la evaluación también tiene que depender de la fase del trabajo, un ejemplo es el caso de la L9 del metro de Barcelona. Este proyecto de línea de ferrocarril suburbano tiene una longitud de más de 40 kms y atraviesa diferentes terrenos y, sobre todo, circula por debajo de infinidad de viviendas, todas diferentes. Se requiere entonces un estudio preliminar que sea capaz de localizar puntos de potencial incumplimiento a partir de un conjunto limitado de datos y mediante una metodología rápida de cálculo, que no simple. Localizados estos puntos debería analizarse en detalle, y utilizando toda la información disponible, si se confirma el incumplimiento y proponer en su caso la medida correctora pertinente.

El Laboratorio de Ingeniería Acústica y Mecánica (LEAM), miembro de CIT UPC, ofrece una solución, tanto para la fase preliminar, como para la fase de detalle del estudio en fase de proyecto. Para estudios preliminares se propone un modelo analítico de gran eficiencia en el cálculo que sin embargo no es simple en cuanto a su concepción y resultados, puesto que el modelo permite ya evaluar soluciones constructivas de vía adaptadas a la circulación y al terreno, que permita minimizar el número de edificios afectados o escoger la solución óptima entre coste de la solución y afectación. Una versión preliminar de este modelo se ha aplicado, en colaboración con el grupo de investigación GREVTAM del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UPC, al estudio preliminar de la L9, dando como resultado un mapa de la línea de metro que localiza los edificios afectados y también el nivel de vibración en superficie libre, en forma de curvas de igual amplitud de vibración. Este último resultado es muy útil porque en caso de obra de nueva construcción, el gestor de la infraestructura puede suministrar este dato al promotor, recayendo sobre éste el cumplimiento de los requisitos en el interior de la edificación y liberando al gestor de cualquier responsabilidad en obra nueva.

Para estudios de detalle, LEAM UPC ofrece una solución híbrida que conjuga un modelo analítico de interacción entre el material rodante y la superestructura, y un modelo numérico mediante elementos finitos para el análisis de la propagación en terreno y estructuras. En función del tipo de problema que se afronte y de su geometría, el modelo FEM puede ser el típico 3D, con el consecuente consumo de recursos y coste, o un más novedoso 2,5D que reduce muy notablemente ambos consumos, sin sacrificar precisión en los resultados. Este último modelo se ha aplicado recientemente en el estudio de la medida correctora propuesta por un proveedor a un gestor de infraestructuras ante un problema de impacto vibratorio en el entorno de un cambio de vía. El proveedor aseguraba que su solución reduciría en 7dB el nivel de vibración en el entorno, mientras que el estudio de LEAM daba un incremento de 1dB. Al final, se instaló la solución y se verificó experimentalmente que el nivel vibratorio se incrementó en… 1 dB.

Jordi Romeu
Director del Laboratorio de Ingeniería Acústica y Mecánica (LEAM UPC)
Centro Miembro de CIT UPC

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2 pensamientos en “Ferrocarril y vibraciones

  1. Patricia

    Hola. Me ha parecido muy interesante el blog, además, yo soy una de los tantos afectados por la L9 del metro de Barcelona, aunque en mi caso, de Hospitalet de Llobregat.
    Nos compramos el piso hace 5 años y hemos vivido muy bien, hasta hace unos meses que empezaron con las pruebas del metro L9 desde Zona Universitaria hasta el Prat de Llobregat pasando cada 2 minutos. Tras su inauguración estamos peor, si que es cierto que no pasa tan a menudo, ahora puede pasar desde cada 2 minutos a cada 6, pero las vibraciones son más fuertes e incluso se te meten en la cabeza.
    No sabemos que podemos hacer. Estamos pendientes de que la Generalitat y la TMB se pongan en contacto con todos los vecinos de mi bloque que han puesto una queja.
    No obstante, algo que realmente me inquieta… es que no todos los vecinos notan las vibraciones y no entiendo a que es debido, ya que yo y mi marido lo notamos y en cambio la pareja del piso de al lado, él lo nota y la mujer no… y eso mismo pasa con otros pisos del mismo bloque, a parte de que algunos, directamente no notan nada.
    En fin… esperamos que alguien nos pueda ayudar a solucionar este tema.
    Muchas gracias por tu blog

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    1. www-citupc

      Gracias por leernos y por tu aportación. De momento habéis actuado correctamente y hay que esperar a que TMB haga una evaluación de los niveles de vibración que están recibiendo. Con los niveles de vibración conocidos ya será posible definir un plan de actuación. Nos consta que TMB está trabajando en ello y que ya se han realizado mediciones en otras viviendas afectadas, aunque parece que todavía no os ha llegado el turno.

      No es habitual pero tampoco extraño que percibáis vibración y los vecinos no, es una cuestión de percepción que es la respuesta individual a un estímulo y depende de cada persona. También hay que tener en cuenta que cada parte del edificio puede vibrar de forma diferente en función del diseño de la estructura. En conclusión, no es un hecho preocupante que unos noten la vibración y otros no.

      Esperamos haber sido de ayuda y asimismo te deseamos una pronta solución.

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