Cimentacion de maquinaria

VIBRACIONES MECANICAS
2010

Introducción
Basado en “Design of structures and foundations for vibrating machines, Suresh Arya, Michael O’Neill, George Pincus”.
En esta guía nos centraremos únicamente en las cimentaciones directas (no pilotadas) de maquinaria que apoya directamente sobre la cimentación y no sobre pilares.
Datos necesarios
La diferencia principal que nos encontramos a la horade cimentar máquinas vibrantes respecto a una cimentación estática está en que es necesario que hagamos una serie de comprobaciones adicionales que tienen en cuenta el carácter dinámico de la carga.
Para hacer el estudio dinámico necesitamos tener una serie de valores referentes al suelo. Con estos valores y las cargas, la aplicación de las ecuaciones que nos dan los esfuerzos y desplazamientosmáximos es sencilla.
La mayor dificultad está en obtener las características del terreno que necesitamos para el análisis dinámico.En este tipo de análisis será necesario solicitar expresamente al estudio geotécnico las características del suelo que necesitamos (y que se verán más adelante). Pero además, dada la poca exactitud de estos parámetros del suelo, habrá que realizar diferentescomprobaciones con diferentes rangos de valores. |
 
Datos de Cargas de la Máquina
Velocidad de giro: Revoluciones por minuto (rpm) generalmente.
Fz :Fuerza vertical.
Fx : Fuerza horizontal.
Momentos: (no los trataremos de momento).

Datos de Características del Terreno
Como se ha mencionado al principio, los datos del terreno en estos casos son muy importantes, tanto en el caso estático como enel dinámico. En el caso de no disponer de unos datos concretos será necesario hacer un cálculo que abarque los posibles parámetros del terreno concreto.
Datos para el análisis estático
Son los habituales: tensión máxima para una deformación admisible y carga de hundimiento. El módulo de balasto es necesario en el caso de tener que calcular posibles asientos diferenciales que en este caso,pueden ser de 1/2000 la distancia entre extremos de la cimentación.
Datos para el análisis dinámico
Son necesarios una serie de parámetros con los que definir el problema dinámico que se representa en la siguiente figura:
“x” es el desplazamiento“c” es el coeficiente de amortiguación“k” es el módulo de compresibilidad“m” es la masa del equipo más la cimentación | |
Módulo de compresibilidad “k”:Es el factor más importante en el estudio dinámico. Se deduce a partir del módulo de cortante “G” y del coeficiente de Poisson “υ” del terreno. No hay una fórmula única para obtener “k” a partir de de G y υ ya que también intervienen otros factores como el tipo de terreno y la forma de la cimentación. Por ello es necesario un completo estudio del terreno que determine el valor de “k”.
Coeficientede Poisson “υ”: Generalmente su valor varía entre 0.3 y 0.5 dependiendo del tipo terreno. Es dato de partida.
Módulo de elasticidad transversal “G”: Depende del terreno y es dato de partida.
El Coeficiente de Amortiguación “c”: “Damping” en inglés, reduce la amplitud en la frecuencia en resonancia alrededor de un 40% pero apenas afecta a la frecuencia de resonancia del sistema y por tanto, espoco importante en este tipo de cálculos. Depende de un factor geométrico y del propio material del suelo. Su valor varía entre 0.01 y 1.00
La tabla siguiente obtenida de la Wikipedia muestra unas relaciones entre los parámetros descritos para un material isótropo lineal ¡Ojo! Solo es indicativo, en el caso general habrá que estudiar los diferentes factores para cada tipo de terreno. |
 Notas sobre los coeficientes
Recojo a continuación unas notas obtenidas en www.demecanica.com sobre la fiabilidad de los coeficientes del terreno, en este caso, sobre el coeficiente de balasto.
“- ¡El valor del módulo de balasto no es función exclusiva del terreno! sino que depende también de las características geométricas de la cimentación e incluso de la estructura que ésta sostiene, lo cual...