¿Puede una vibración de 2 mm/s provocar grietas o daños en un edificio?
Durante trabajos de construcción, demolición, movimiento de tierras o excavación, esta pregunta surge regularmente entre los profesionales encargados de supervisar las estructuras circundantes.
Sin embargo, una velocidad vibratoria no es suficiente para determinar si un edificio está en peligro.
La frecuencia de las vibraciones, su duración, el tipo de estructura y los umbrales normativos aplicables son parámetros indispensables para interpretar correctamente una medida.
Entonces, ¿qué significa realmente una vibración de 2 mm/s? ¿Cómo saber si supone un riesgo? ¿Y cómo garantizar un control de vibraciones fiable?
1. ¿Qué significa una vibración de 2 mm/s?
En monitoreo vibratorio, uno de los principales indicadores utilizados es la PPV (Velocidad de Partícula Pico) o velocidad particulada.
Expresada en milímetros por segundo (mm/s), corresponde a la velocidad máxima de desplazamiento de un punto del material o de la estructura durante un evento vibratorio.
Nota importante: una velocidad de 2 mm/s no significa que el edificio se haya desplazado 2 mm. Se trata, efectivamente, de una velocidad, y no de un desplazamiento.
El PPV permite cuantificar las vibraciones generadas por :
Los trabajos de demolición y movimiento de tierras.
Las operaciones de hincado o compactación.
El paso de maquinaria de construcción y el tráfico ferroviario.
Las actividades industriales y los equipos mecánicos.
Las excavaciones y trabajos realizados cerca de estructuras existentes.
Sin embargo, dos vibraciones con un PPV idéntico pueden tener efectos diferentes en un edificio.
Para entender por qué, es necesario prestar atención a un segundo indicador: la frecuencia.
2. ¿Por qué es tan importante la frecuencia dominante como el PPV?
La frecuencia vibratoria, expresada en hertz (Hz), indica el número de oscilaciones realizadas cada segundo.
Tomemos dos eventos vibratorios que presentan exactamente la misma PPV de 2 mm/s :
Evento A : una velocidad de vibración de 2 mm/s a 5 Hz.
Evento B : una velocidad de vibración de 2 mm/s a 50 Hz.
La velocidad máxima medida es idéntica, pero las solicitaciones no son las mismas.
A velocidad igual, una vibración de baja frecuencia generalmente se acompaña de una amplitud de desplazamiento más importante que una vibración de alta frecuencia.
Además, algunas frecuencias pueden acercarse a las frecuencias propias de un edificio o de sus elementos constitutivos, lo que provoca una amplificación de la respuesta vibratoria.
Por eso, los referenciales técnicos tienen en cuenta la frecuencia para definir sus valores guía.
En la práctica, analizar únicamente la PPV equivale a disponer de información incompleta sobre el comportamiento vibratorio de una estructura.
3. ¿Cuáles son los umbrales de vibración aceptables para un edificio ?
No existe un valor universal que permita afirmar que una vibración sea peligrosa o segura para todos los edificios.
Los umbrales de referencia dependen, entre otros, de la naturaleza de la estructura, de las frecuencias medidas, del tipo de solicitación y del referencial utilizado.
La norma DIN 4150-3
La norma alemana DIN 4150-3 se utiliza frecuentemente para evaluar los efectos de las vibraciones en las estructuras.
Para las vibraciones de corta duración medidas en el nivel de las fundaciones, distingue varias categorías de edificios.
A modo de ejemplo, para frecuencias comprendidas entre 1 y 10 Hz, los valores guía de velocidad vibratoria son :
| Categoría de edificio | Valor guía |
|---|---|
| Edificios industriales y comerciales | 20 mm/s |
| Edificios residenciales | 5 mm/s |
| Estructuras particularmente sensibles | 3 mm/s |
Estos valores se refieren a un caso de medición específico y no deben ser utilizados como umbrales generales aplicables a cualquier situación.
Por lo tanto, una vibración de 2 mm/s puede considerarse un valor de referencia para una vivienda, aunque supere el previsto para determinadas estructuras sensibles.
La norma BS 7385-2
La norma británica BS 7385-2 también propone valores guía para evaluar el riesgo de daños estéticos causados por las vibraciones.
Para ciertos edificios residenciales expuestos a vibraciones transitorias, los valores guía varían de 15 mm/s a 4 Hz hasta 50 mm/s a partir de 40 Hz.
Estos valores se refieren a condiciones específicas, incluyendo el tipo de estructura y el punto de medición.
Ilustran una cosa esencial: un mismo nivel de vibración no se interpreta de la misma manera a todas las frecuencias.
La circular francesa del 23 de julio de 1986
En Francia, la circular del 23 de julio de 1986 constituye otro referente para la evaluación de las vibraciones mecánicas emitidas en el entorno por ciertas instalaciones clasificadas.
Toma en cuenta, entre otros aspectos:
La categoría de resistencia de las construcciones.
Las bandas de frecuencias vibratorias.
El carácter continuo o impulsional de las vibraciones.
Su aplicación debe ser evaluada en función del marco regulatorio de la instalación correspondiente.
4. ¿Puede una vibración de 2 mm/s provocar grietas?
Una vibración de hasta 2 mm/s no significa automáticamente que un edificio vaya a agrietarse.
El riesgo depende de varios factores.
El estado inicial del edificio. Una estructura que ya presenta fisuras, desórdenes o fragilidades puede requerir una vigilancia particular.
La repetición de las solicitaciones. Una vibración puntual y vibraciones repetidas durante varias semanas no necesariamente presentan los mismos desafíos.
Las características constructivas. Los materiales, las fundaciones, la rigidez y la configuración del edificio influyen en su respuesta a las vibraciones.
Las condiciones de transmisión. La distancia a la fuente, la naturaleza del suelo y las interacciones suelo-estructura pueden modificar las vibraciones realmente recibidas.
Por lo tanto, es importante distinguir un sobrepaso de valor guía de un daño comprobado.
Un sobrepaso de umbral constituye una señal que requiere una verificación o un análisis, no una prueba automática de degradación del edificio.
5. ¿Cómo interpretar correctamente los datos de un monitoreo vibratorio?
Para aprovechar eficazmente las medidas vibratorias de una obra, varios pasos son esenciales.
1. Identificar el edificio monitoreado
Determinar su uso, su configuración, su estado inicial y su sensibilidad a las vibraciones.
2. Elegir el marco de referencia adecuado
Seleccionar la norma o las prescripciones aplicables al proyecto, teniendo en cuenta las condiciones de medición y la naturaleza de las vibraciones.
3. Medir la velocidad vibratoria y la frecuencia
No limitarse a un valor máximo: analizar los componentes vibratorios y las características de los eventos registrados.
4. Comparar las medidas con los valores de referencia
Identificar los posibles sobrepasos y examinar las circunstancias en las que aparecen.
5. Asegurar un seguimiento en el tiempo
Observar la evolución de las solicitaciones a lo largo de los trabajos y disponer de un historial explotable para los análisis técnicos.
Este enfoque permite pasar de un simple valor de vibración a un verdadero proceso de monitoreo estructural.
6. DELTA V: medir y comprender las vibraciones de un edificio
Para acompañar a los profesionales en este proceso, FEELBAT ha desarrollado DELTA V, un sensor conectado dedicado al monitoreo vibratorio y estructural.
En modo vibratorio, DELTA V permite, entre otras cosas, seguir:
La velocidad particulada (PPV) en los diferentes ejes
La frecuencia dominante de los eventos vibratorios.
La inclinación y la temperatura.
Los eventos vibratorios registrados durante el seguimiento.
Se puede acceder a los datos desde la plataforma FEELBAT, que cuenta con normas integradas como la DIN 4150-3, la BS 7385 y la circular francesa de 1986.
Los profesionales pueden así visualizar sus medidas, identificar los eventos significativos y facilitar su comparación con los umbrales de referencia adaptados al proyecto.
Ya sea para monitorear un edificio vecino de una obra, acompañar trabajos de excavación o instrumentar una infraestructura sensible, DELTA V permite centralizar la información necesaria para el seguimiento vibratorio.
El objetivo: hacer que el monitoreo vibratorio sea más fácil de implementar y los datos más fáciles de explotar.
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Conclusión: 2 mm/s, un valor que hay que interpretar, no un veredicto
Entonces, ¿una vibración de 2 mm/s es peligrosa para un edificio?
No necesariamente. Pero siempre merece ser contextualizada. La PPV es un indicador indispensable, pero debe ser analizada junto con la frecuencia, la duración de las solicitaciones, las características del edificio y los umbrales aplicables.
Es esta interpretación global la que permite evaluar mejor los efectos potenciales de las vibraciones sobre las obras y tomar decisiones adecuadas.
Con soluciones de monitoreo conectado como DELTA V, los profesionales cuentan con herramientas para medir, seguir y analizar las solicitaciones vibratorias durante sus proyectos.
Fuentes:
- DIN 4150-3:2016 : valores guía diferenciados según los tipos de edificios y las frecuencias, con distinción entre vibraciones de corta y de larga duración.
- BS 7385-2:1993 : valores guía relativos especialmente a los daños estéticos en los edificios expuestos a vibraciones transitorias.