MONITOREO DE VIBRACIONES EN EL EDIFICIO H UBICADO EN LA UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO, BARRANQUILLA PRESENTADO A: UNIVERSIDAD DEL ATLANTICO

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1 PROPUESTA HOJA 1 DE 44 MONITOREO DE VIBRACIONES EN EL EDIFICIO H UBICADO EN LA, BARRANQUILLA PRESENTADO A: ELABORADO POR: NIT BOGOTA D.C. Octubre 27 de 216

2 PROPUESTA HOJA 2 DE 44 CONTENIDO Pag CARTA DE PRESENTACION...5 INTRODUCCION.6 1. METODO ANALISIS DE VIBRACION EN ESTRUCTURAS Efectos de las vibraciones Medición de las vibraciones Normas de manejo de vibraciones Norma Alemana DIN 415 versión EQUIPO UTILIZADO ADQUISICION DE DATOS PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE DATOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS TABLA DE ILUSTRACIONES Figura 1 Dimensiones del registro de velocidad: y dos horizontales: Longitudinal y Transversal (Benjumea, 23)... 8 Figura 2 Valores representativos según la norma Alemana DIN 415 (Bacci et al., 23) Figura 3 Equipo acelerográfico utilizado en el estudio: Figura 4 Sitio de estudio, Edificio H Universidad del Atlántico. En la imagen inferior, ubicación de la instalación de los acelerógrafos (primer y quinto piso) Figura 5 Acelerógrafo SX instalado en el nivel inferior/ Figura 6 Acelerógrafo CMG- 5TDE Instalado en el nivel superior/ Figura 7 Registros de velocidad en tres componentes para el Piso 1 Ciencias Jurídicas... 16

3 PROPUESTA HOJA 3 DE 44 Figura 8 Espectros de Fourier calculados a partir del registro de velocidad en tres componentes para el Piso 1 Ciencias Jurídicas Figura 9 Registros de velocidad en tres componentes para el Piso 5 Oficina de Postgrados Figura 1 Espectros de Fourier calculados a partir del registro de velocidad en tres componentes para el Piso 5 Oficina de Postgrados Figura 11 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 5/1/216 entre 22:3 y 23:59 Hora UT Figura 12 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 6/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 13 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 7/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 14 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 8/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 15 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 9/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 16 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 1/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 17 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 11/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 18 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 12/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 19 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 13/1/216 entre : y 16:1 Hora UT Figura 2 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 5/1/216 entre 22:3 y 23:59 Hora UT

4 PROPUESTA HOJA 4 DE 44 Figura 21 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 6/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 22 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 7/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 23 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 8/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 24 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 9/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 25 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 1/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 26 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 11/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 27 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 12/1/216 entre : y 23:59 Hora UT Figura 28 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 13/1/216 entre : y 16:1 Hora UT Tabla 1 Valores admitidos por la norma alemana DIN 415 para daños en edificios (Modificado de Bacci et al., 23)... 1 Tabla 2 Información de los Acelerógrafos utilizados en el estudio de Monitoreo de Vibraciones Tabla 3 Valores representativos de velocidad en mm/s y frecuencia significante en Hz, registrados en el Piso 1 Ciencias Jurídicas Tabla 4 Valores representativos de velocidad en mm/s y frecuencia significante en Hz, registrados en el Piso 5 Oficina de Postgrados

5 PROPUESTA HOJA 5 DE 44 Bogotá D.C., Octubre 28 de 216 SEÑORES KM 7, VIA PUERTO BARRANQUILLA E.S.D. SU REF. ORDEN DE COMPRA PÚBLICA N. REF. INFORME FINAL No Estimados Señores Por medio de la presente y según la orden de su referencia, nos permitimos hacer entrega de los resultados del estudio cuyo objeto fue el Monitoreo de las Vibraciones del edificio H. A continuación se presenta el método aplicado para el monitoreo de la estructura, así como la descripción del equipo utilizado, su instalación, la adquisición, el análisis e interpretación de los datos adquiridos. Los resultados y conclusiones finales del estudio están sustentadas y respaldadas en los datos adquiridos con la instrumentación sísmica de alta precisión y resolución, que tienen la capacidad de registrar pequeños movimientos vibratorios que algunas veces son imperceptibles por las personas. Esperamos que esta información sea complementaria a los otros estudios que se están realizando y que permitan a la Dirección de la Universidad del Atlántico tomar una decisión acerca de la ocupación del Edificio H. Cualquier inquietud adicional acerca del estudio, con gusto será atendida por nuestros profesionales. Cordialmente, Catalina Sandoval Gracia Representante Legal NIT Carlos Fernando Lozano Ingeniero Civil, MSc Geofísica Director de Ingeniería Sísmica

6 PROPUESTA HOJA 6 DE 44 INTRODUCCION La Universidad del Atlántico contrató con el servicio para el Monitoreo de Vibraciones del Edificio H del campus ubicado en el KM 7, Vía Puerto, Barranquilla. El objetivo del servicio fue determinar si la edificación puede verse afectada estructuralmente por las vibraciones que se han venido presentando. Para este estudio se emplearon dos instrumentos sísmicos (acelerógrafos y sismógrafos) de alta resolución y precisión, que permitieron registrar durante nueve días la velocidad de vibración (mm/s) de la estructura, estos valores son comparados con los permitidos por la Norma Alemana DIN415, para establecer que no se produzcan daños estructurales en las edificaciones. Los acelerógrafos empleados en este estudio tienen la capacidad de registrar pequeños movimientos que a veces son imperceptibles por las personas. Este informe corresponde a la presentación de resultados, incluyendo la descripción: del método aplicado, el equipo utilizado, la adquisición, procesamiento, e interpretación de datos. Estos resultados son únicamente válidos para las vibraciones registradas en el Edificio H entre los días 5 y 13 de octubre de 216, fecha en la cual el personal de realizó las mediciones.

7 PROPUESTA HOJA 7 DE ANALISIS DE VIBRACIONES EN ESTRUCTURAS 1.1. EFECTOS DE LAS VIBRACIONES SOBRE LAS EDIFICACIONES Se entiende por vibraciones un fenómeno de transmisión de energía mediante la propagación de un movimiento ondulatorio a través de un medio. El fenómeno de vibraciones queda caracterizado por una fuente o emisor (tráfico, maquinaria, voladuras, sismos), esto es, un generador de vibraciones, y por un objeto o receptor de las mismas (en este caso las viviendas o edificios aledaños). Diferentes actividades de tipo antrópico generan vibraciones en el terreno, el tráfico vehicular, maquinaria industrial, equipos de construcción y voladuras. Algunas de estas vibraciones son perceptibles por las personas ocasionando molestias en algunos casos. El nivel de percepción de las personas y el potencial de los efectos en las edificaciones depende de las características de las vibraciones, entre las que se encuentran su amplitud, frecuencia, duración y el número de veces que ocurren. En resumen el sistema compuesto por la fuente de vibración, el suelo como medio de propagación y la estructura son las que determinan en conjunto el fenómeno de las vibraciones. Según Benjumea (23), las vibraciones causadas por el ser humano pueden causar daños desde estructurales o cosméticos en las edificaciones; en la mayoría de los casos tales vibraciones son generadas por voladuras, maquinaria de construcción y tráfico vehicular o férreo. Estas vibraciones inducen esfuerzos dinámicos en edificaciones, generando deformaciones temporales en todos los elementos constitutivos de la edificación. Sumados a los esfuerzos estáticos preexistentes, estas deformaciones dinámicas pueden causar daños en la edificación. Sin embargo, la probabilidad de daños por vibraciones depende de otros factores, tales como: La duración de las vibraciones. La cantidad de solicitaciones a las que es sometida la estructura. La resistencia de los materiales que constituyen la estructura.

8 PROPUESTA HOJA 8 DE 44 La calidad de la construcción - los esfuerzos estáticos preexistentes (incrementados por ejemplo por asentamientos del suelo). El nivel de mantenimiento y conservación de la estructura MEDICIÓN DE LAS VIBRACIONES Para este estudio de midió el parámetro velocidad de vibración, como parámetro indicador de un posible daño a nivel estructural, así: Velocidad: Es la velocidad máxima a la que llega una partícula que vibra en forma oscilante. Esta velocidad se presenta en las tres dimensiones (dos horizontales y una vertical (Figura 1) y para establecer sus implicaciones se analiza cada una por separado y no su resultante (suma vectorial). Figura 1 Dimensiones del registro de velocidad: y dos horizontales: Longitudinal y Transversal (Benjumea, 23) La medición de las vibraciones se hizo directamente en unidades de velocidad (mm/s) y en otro caso en unidades de aceleración (mm/s 2 ) contra tiempo (acelerograma). Realizando un proceso de integración del registro de aceleración se obtiene la velocidad (mm/s) contra tiempo (sismograma), medida en las tres dimensiones (dos horizontales y una vertical). También se tuvo en cuenta la frecuencia de las ondas, calculada mediante la transformada rápida de Fourier del registro de velocidad.

9 PROPUESTA HOJA 9 DE NORMAS DE MANEJO DE VIBRACIONES La mayoría de las normas internacionales de manejo de vibraciones han sido desarrolladas a partir del parámetro velocidad. Actualmente en nuestro país no existe una normativa local que reglamente los valores límites que las edificaciones pueden soportar para evitar daños causados por vibraciones, por este motivo los resultados deben ser comparados con normas internacionales Benjumea (23) realizó el análisis de las normas internacionales para evaluar el efecto de las vibraciones sobre las estructuras: Alemana DIN 415 versión 1999, Escocesa PAN 5, Americana USBM RI857, Española UNE , Sueca SS a, Suiza SN a (1992), y la Internacional ISO 4855 de 199. Las normas DIN 415, USBM RI857, Española UNE y la ISO 4855 de 199, evalúan los siguientes parámetros: Aplicación: vibraciones y voladuras. Variables de medición: frecuencia y velocidad de partícula. Sensor utilizado: sismógrafo, acelerógrafo. Tipo de aplicación: residencial. De las tres normativas mencionadas para realizar las comparaciones, se elige la Alemana DIN 415 versión 1999, por ser la más restrictiva NORMA ALEMANA DIN 415 VERSIÓN 1999 El Instituto de Normalización Alemana o DIN (Deutsches Institut fur Normung, por sus siglas en alemán) ha publicado varios criterios de niveles máximos de vibración en el año 1975, actualizado en los años 1999 y 21 (Benjumea, 23). Esta norma proporciona los límites de velocidad de las partículas de vibración en mm/s, teniendo en cuenta el tipo de estructura civil y el rango de frecuencia en Hz (Bacci et al., 23).

10 PROPUESTA HOJA 1 DE 44 Las tres clases de construcciones que define la norma DIN 415 son: Edificios industriales. Viviendas y edificios. Los monumentos y construcciones delicadas. Las frecuencias se analizan en tres intervalos: menor de 1 Hz, entre 1 y 5 Hz y entre 5-1 Hz. La norma establece que para frecuencias superiores a 1 Hz, la estructura soporta altos niveles de vibración (Tabla 1). La representación gráfica de los valores de velocidad máximos permitidos contra las frecuencias, para los tres tipos de construcciones, se muestran en la Figura 2. Tabla 1 Valores admitidos por la norma alemana DIN 415 para daños en edificios (Modificado de Bacci et al., 23) Tipos de estructuras Fundación Frecuencia (Hz) Pisos altos de los edificios < Cualquier frecuencia Industrial 2 mm/s 2-4 mm/s 4-5 mm/s 4 mm/s Viviendas y Edificios Edificios particularmente delicados 5 mm/s 5-15 mm/s 15-2 mm/s 15 mm/s 3 mm/s 3-8 mm/s 8-1 mm/s 8 mm/s Con el fin de restringir al máximo los niveles de vibración, se utilizaron los valores que contempla la norma DIN 415 para viviendas y edificios. De acuerdo a esta categorización, los valores máximos permitidos son: 5 mm/s para Frecuencia < 1 Hz mm/s para Frecuencias entre 1 y 5 Hz mm/s para Frecuencias entre 5 y 1 Hz.

11 PROPUESTA HOJA 11 DE 44 La Norma DIN415 incluye un valor de 15 mm/s para las vibraciones registradas en el piso más alto de la edificación objeto de estudio (Tabla 1). Figura 2 Valores representativos según la norma Alemana DIN 415 (Bacci et al., 23) 2. EQUIPO UTILIZADO Para el registro de los distintos niveles de vibraciones se emplearon dos acelerografos portátiles de alta precisión y resolución. Cada instrumento está conformado por un sensor de aceleración triaxial, es decir, que registra el movimiento en las tres direcciones del movimiento Norte Sur, Este Oeste y, con sistema de posicionamiento global (GPS) incorporado y un sistema de alimentación de energía. Los acelerógrafos empleados en este estudio tienen la capacidad de registrar pequeños movimientos que a veces son imperceptibles por las personas.

12 PROPUESTA HOJA 12 DE 44 La Tabla 2 muestra los modelos, series y especificaciones técnicas de los equipos que se utilizaron para realizar la medición y en la Figura 3 se muestra las imágenes de los equipos utilizados en este trabajo. Tabla 2 Información de los Acelerógrafos utilizados en el estudio de Monitoreo de Vibraciones Acelerógrafo Sensor Serial Especificaciones Guralp Marca Guralp, Modelo CMG- 5TDE T5CW/ A Respuesta de Frecuencia: DC - 1 Hz - Rango Dinámico: >147 Hz - Nivel de ruido: < 1 µg rms* - Escala de registro: +/- 1g SX Marca GEOSIS, modelo SX Respuesta de Frecuencia:.3-8 Hz - Rango Dinámico: 144dB - Nivel de ruido:.12 gales a 1 mps - Escala de registro: +/- 2g Figura 3 Equipo acelerográfico utilizado en el estudio: CMG- 5TDE (izquierda) y SX (derecha)

13 PROPUESTA HOJA 13 DE ADQUISICION DE DATOS La adquisición de datos del presente estudio se realizó del 5 al 13 de octubre de 216 en el Edificio H de la Universidad del Atlántico en Barranquilla. Como se observa en la figura 4, el primer acelerógrafo fue ubicado en el área de Ciencias Jurídicas (primer piso) durante 9 días; el segundo acelerógrafo fue instalado dentro de las oficinas de postgrados (quinto piso) durante 7 días. Figura 4 Sitio de estudio, Edificio H Universidad del Atlántico. En la imagen inferior, ubicación de la instalación de los acelerógrafos (primer y quinto piso)

14 PROPUESTA HOJA 14 DE 44 Se instalaron dos instrumentos, uno en el nivel inferior del edificio H y otro en el quinto piso con el fin de observar los tipos de vibraciones y los niveles de amplitud que se registran en los niveles inferior y superior del edificio. La instalación de cada acelerógrafo para la adquisición de datos consistió en: 1. Nivelación del instrumento sísmico y orientación de la componente Norte del sensor hacia uno de los ejes principales del edificio. En este caso la componente Norte se orientó hacia el eje corto del edificio. 2. Reposo del sensor durante media hora. 3. Alimentación y encendido de equipos. 4. Verificación de parámetros de configuración del digitalizador y el sensor. Figura 5 Acelerógrafo SX instalado en el nivel inferior/ Área de Ciencia jurídicas del Edificio H

15 PROPUESTA HOJA 15 DE 44 Figura 6 Acelerógrafo CMG- 5TDE Instalado en el nivel superior/ Oficinas de posgrados del Edificio H Los parámetros básicos de configuración para la adquisición de cada acelerógrafo fueron: Registro: Continuo. Muestreo: 1 muestras por segundo para sensor de velocidad y 2 muestras por segundo para sensor de aceleración Modo de almacenamiento: Registro continuo almacenado en formato MiniSEED y GCF (Guralp). Posterior a la puesta en marcha de las estaciones acelerográficas, se procedió a realizar el registro de las vibraciones durante 7 días para el equipo ubicado en el Piso 5 y 9 días para el instrumento instalado en el nivel inferior, de forma consecutiva; posteriormente se procede a la descarga de datos del equipo de monitoreo sísmico al computador en formato MiniSEED y GCF, por último se realizó la desconexión y retiro de los equipos.

16 PROPUESTA HOJA 16 DE PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE DATOS Se realizó un análisis diario de la información registrada desde el 5 al 13 de octubre de 216, verificando que los equipos hubiesen registrado las vibraciones durante este periodo de tiempo. Luego se divide el registro diario en ventanas de tiempo y se realizan las correcciones a nivel instrumental y procesamiento de señales para determinar los valores de Velocidad de vibración (mm/s) y cálculo de Frecuencia (Hz) mediante el espectro de Fourier. La Figura 7 muestra uno de los registros de velocidad en tres componentes (, Norte Sur, Este Oeste) y la Figura 8 ilustra el espectro de Fourier para determinar la frecuencia significante de la señal, obtenidos en el Piso 1 Ciencias Jurídicas. En las Figuras 9 y 1 se muestra un registro de velocidad y el correspondiente espectro de Fourier, obtenidos en el Piso 5 Oficina de Postgrados, respectivamente. El procesamiento de las señales se realizó con los programas de uso libre GEOPSY Version 2.5 y SeismoSignal, Version Figura 7 Registros de velocidad en tres componentes para el Piso 1 Ciencias Jurídicas

17 PROPUESTA HOJA 17 DE 44 Figura 8 Espectros de Fourier calculados a partir del registro de velocidad en tres componentes para el Piso 1 Ciencias Jurídicas. Figura 9 Registros de velocidad en tres componentes para el Piso 5 Oficina de Postgrados.

18 PROPUESTA HOJA 18 DE 44 Figura 1 Espectros de Fourier calculados a partir del registro de velocidad en tres componentes para el Piso 5 Oficina de Postgrados. Luego de obtener los valores de Velocidad máxima de vibración y Frecuencia significante para cada una de las ventanas de tiempo, estos se ilustran en un gráfico y se compara con los niveles establecidos en la Norma DIN415, para evaluar si se superan los rangos establecidos. Los resultados se consolidaron para cada uno de los días de registro en hora universal (hora local colombiana restar 5 horas) en las Figuras PISO :3 23:59 UT El día 5 de octubre solo se tiene registro en la Oficina Jurídica en el Piso 1 del Bloque H. En la Figura 11 se observa que la Velocidad de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN415. Las frecuencias significantes corresponden a 19 Hz en la componente vertical y 2.5 Hz y 1 Hz para las componentes y Norte- Sur.

19 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 19 DE 44 Piso 1,25,2,15,1, Frecuencia (Hz) Figura 11 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 5/1/216 entre 22:3 y 23:59 Hora UT : 23:59 UT La Figura 12 muestra la información de Velocidad de vibración versus frecuencia para los registros del día 6 de octubre de 216, en este gráfico se observa que la Velocidad de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN415. Los valores de vibración cercanos a 1.4 mm/s y 1.5 mm/s en el Piso 1, corresponden a la visita realizada para verificar el funcionamiento del equipo. Para la información registrada en el Piso 5 se observan Velocidades de vibración entre.75 mm/s y 1. mm/s, y otra de 2.8 mm/s, estas presentan una dirección preferencial en sentido que puede asociarse a influencia de ruido puntual cerca al equipo o la apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados.

20 Velocidad de la vibración (mm/s) Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 2 DE 44 Piso 1 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4, Frecuencia (Hz) Piso 5 3 2,5 2 1,5 1, Frecuencia (Hz) Figura 12 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 6/1/216 entre : y 23:59 Hora UT.

21 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 21 DE : 23:59 UT En la Figura 13, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN415 y las frecuencias significantes corresponden a.5 Hz, 2.5 Hz y 1 Hz para las componentes y, y en la componente vertical se tienen frecuencias de.5 Hz, 1 Hz y de 15 a 22 Hz. Para los datos registrados en el Piso 5, en la Figura 13 se observan valores de velocidad de vibración que no superan los rangos definidos en la Norma DIN415, algunas velocidades superiores a 1 mm/s con preferencia en dirección pueden estar asociados a fenómenos vibratorios puntuales como paso cercano de personas o apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados. Piso 1,5,45,4,35,3,25,2,15,1, Frecuencia (Hz)

22 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 22 DE 44 Piso 5 3 2,5 2 1,5 1, Frecuencia (Hz) Figura 13 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 7/1/216 entre : y 23:59 Hora UT : 23:59 UT La Figura 14 muestra la información de Velocidad de vibración versus frecuencia para los registros del día 8 de octubre de 216, en este gráfico se observa que la Velocidad de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN415. En general se observan valores de vibración por debajo de.4 mm/s en el Piso 1 y las frecuencias significantes corresponden a.5 Hz, 2.5 Hz y 1 Hz para las componentes y, y en la componente vertical se tienen frecuencias de.5 Hz, 1 Hz y de 15 a 24 Hz. Para la información registrada en el Piso 5 se observan Velocidades de vibración inferiores a.17 mm/s con frecuencias de.5 Hz y 2.5 Hz para las componentes Norte- Sur y Este Oeste, y en la componente se observan frecuencias significantes de.5 Hz, 12 Hz y de 19 Hz a 24 Hz.

23 Velocidad de la vibración (mm/s) Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 23 DE 44 Piso 1,7,6,5,4,3,2, Frecuencia (Hz) Piso 5,18,16,14,12,1,8,6,4, Frecuencia (Hz) Figura 14 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 8/1/216 entre : y 23:59 Hora UT.

24 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 24 DE : 23:59 UT En la Figura 15, para los datos registrados se observa que la Velocidad de vibración no superan los valores establecidos en la norma DIN415. En el Piso 1 los valores de velocidad de vibración están por debajo de.4 mm/s y las frecuencias significantes corresponden a.5 Hz, 2.5 Hz y 1 Hz para las componentes y, y en la componente vertical se tienen frecuencias de.5 Hz, 1 Hz y de 16 a 24 Hz. Para los datos registrados en el Piso 5, en la Figura G se observan valores de velocidad de vibración inferiores a.14 mm/s con frecuencias de.5 Hz, 2.5 Hz y 22 Hz para las componentes y Este Oeste, y en la componente se observan frecuencias significantes de.5 Hz, 12 Hz, 22 Hz y 24 Hz.,4 Piso 1,35,3,25,2,15,1, Frecuencia (Hz)

25 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 25 DE 44 Piso 5,16,14,12,1,8,6,4, Frecuencia (Hz) Figura 15 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 9/1/216 entre : y 23:59 Hora UT : 23:59 UT La Figura 16 muestra la información de Velocidad de vibración versus frecuencia para los registros del día 1 de octubre de 216, en este gráfico se observa que la Velocidad de vibración no supera los valores establecidos en la norma DIN415. En general se observan valores de vibración por debajo de.7 mm/s en el Piso 1 y las frecuencias significantes corresponden a.5 Hz, 2.5 Hz y 1 Hz para las componentes y, y en la componente vertical se tienen frecuencias de.5 Hz, 1 Hz y de 15 a 19 Hz. Para la información registrada en el Piso 5 se observan Velocidades de vibración inferiores a.2 mm/s y una que es cercana a 1.5 mm/s, la cual presenta una dirección preferencial en sentido que puede asociarse a influencia de ruido puntual cerca al equipo o la apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados, con frecuencias de.5 Hz y 2.5 Hz para las componentes y Este Oeste, y en la componente se observan frecuencias significantes de.5 Hz, 13 Hz a 14 Hz, 19 y 24 Hz.

26 Velocidad de la vibración (mm/s) Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 26 DE 44 Piso 1,8,7,6,5,4,3,2, Frecuencia (Hz) Piso 5 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4, Frecuencia (Hz) Figura 16 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 1/1/216 entre : y 23:59 Hora UT.

27 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 27 DE : 23:59 UT En la Figura 17, para los datos registrados se observa que la Velocidad de vibración no superan los valores establecidos en la norma DIN415. En el Piso 1 los valores de velocidad de vibración están por debajo de.6 mm/s y las frecuencias significantes corresponden a.5 Hz, 2.5 Hz y 1 Hz para las componentes y, y en la componente vertical se tienen frecuencias de.5 Hz, 1 Hz y de 19 a 24 Hz. Para los datos registrados en el Piso 5, en la Figura 17 se observan valores de velocidad de vibración inferiores a.5 mm/s y una que es cercana a 3. mm/s, que presenta una dirección preferencial en sentido que puede asociarse a influencia de ruido puntual cerca al equipo o la apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados, con frecuencias de.5 Hz y 2.5 Hz para las componentes y Este Oeste, y en la componente se observan frecuencias significantes de.5 Hz, 12 Hz, 19 Hz, 22 Hz y 24 Hz.,6 Piso 1,5,4,3,2, Frecuencia (Hz)

28 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 28 DE 44 Piso 5 3,5 3 2,5 2 1,5 1, Frecuencia (Hz) Figura 17 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 11/1/216 entre : y 23:59 Hora UT : 23:59 UT El día 12 de octubre solo se tiene registro en la Oficina Jurídica en el Piso 1 del Bloque H. En la Figura 18 se observan Velocidades de vibración inferiores a.7 mm/s y no superan los valores establecidos en la norma DIN415. Las frecuencias significantes corresponden a.5 Hz, 2.5 Hz, 16 Hz, 19 Hz y 22 Hz en la componente vertical y.5 Hz, 2.5 Hz, 1 Hz y 12.5 Hz para las componentes y.

29 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 29 DE 44 Piso 1,8,7,6,5,4,3,2, Frecuencia (Hz) Figura 18 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 12/1/216 entre : y 23:59 Hora UT : 23:59 UT El día 13 de octubre solo se tiene registro en la Oficina de Ciencias Jurídicas en el Piso 1 del Bloque H. En la Figura 19 se observa que la Velocidad de vibración es inferior a.5 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma DIN415. Las frecuencias significantes corresponden a.5 Hz, 2.5 Hz, y 19 Hz en la componente vertical y.5 Hz, 2.5 Hz y 1 Hz para las componentes y.

30 Velocidad de la vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 3 DE 44 Piso 5,6,5,4,3,2, Frecuencia (Hz) Figura 19 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Frecuencia (Hz) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 13/1/216 entre : y 16:1 Hora UT. ANALISIS DE VELOCIDAD DE VIBRACION CON RESPECTO AL TIEMPO Se realizaron gráficos de Velocidad de vibración (mm/s) versus tiempo de registro (Hora UT), los cuales se presentan en las Figuras 2 a 28. En la Figura 2 se observa que los valores de velocidad de vibración son inferiores a.25 mm/s, los cuales no exceden los rangos establecidos en la Norma DIN415.

31 Velocidad de Vibración (mm/s) Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 31 DE 44,25,2,15,1,5 22:12 22:48 23:24 : Tiempo (Hora UT) Figura 2 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 5/1/216 entre 22:3 y 23:59 Hora UT. En la Figura 21 se observa que en el Piso 1 se presentaron amplitudes cercanas a 1.5 mm/s y.4 mm/s que corresponden al momento en que se realizó la visita de verificación de funcionamiento del equipo y en otros instantes de tiempo la velocidad se registró por debajo de los.2 mm/s. Para la información registrada en el Piso 5 se observan Velocidades de vibración de.5 mm/s,.75 mm/s, 1. mm/s Y 2.8 mm/s, las cuales ocurren en horas normales de oficina y presentan una dirección preferencial en sentido que puede asociarse a influencia de ruido puntual cerca al equipo o la apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados. Piso 1 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT)

32 Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 32 DE 44 Piso 5 3 2,5 2 1,5 1,5 14:52 17:52 2:52 23:52 Hora (UT) Figura 21 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 6/1/216 entre : y 23:59 Hora UT. En la Figura 22, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de vibración es inferior a.45 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma DIN415. También a partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores de velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4: y 9: UT (11: pm y 5: am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido externo en la medición de las vibraciones. Para los datos registrados en el Piso 5, en la Figura 22 se observan valores de velocidad de vibración que no superan los rangos definidos en la Norma DIN415, las velocidades superiores a 1 mm/s con preferencia en dirección pueden estar asociados a fenómenos vibratorios puntuales como paso cercano de personas o apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados.

33 Velocidad de Vibración (mm/s) Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 33 DE 44 Piso 1,5,45,4,35,3,25,2,15,1,5 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Piso 5 3 2,5 2 1,5 1,5 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Figura 22 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 7/1/216 entre : y 23:59 Hora UT. En la Figura 23 se observa que en el Piso 1 se presentaron amplitudes cercanas a.35 mm/s y.6 mm/s, en otros instantes de tiempo las vibraciones se registraron por debajo de los.3 mm/s. Para la información registrada en el Piso 5 se observan Velocidades de vibración de.14 mm/s,.16 mm/s, 1. mm/s y 2.8 mm/s, para otros instantes de tiempo están por debajo de.12 mm/s. Los niveles de vibración están por

34 Velocidad de Vibración (mm/s) Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 34 DE 44 debajo de los niveles establecidos en la Norma DIN 415. A partir de la información registrada en los Pisos 1 y 5 se puede observar que los valores de velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4: y 9: UT (11: pm y 5: am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido externo en la medición de las vibraciones. Piso 1,7,6,5,4,3,2,1 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Piso 5,18,16,14,12,1,8,6,4,2 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Figura 23 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 8/1/216 entre : y 23:59 Hora UT.

35 Velocidad de Vibración (mm/s) Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 35 DE 44 En la Figura 24, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de vibración es inferior a.4 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma DIN415. A partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores de velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4: UT y 1: UT (11: pm y 5: am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido externo en la medición de las vibraciones. Para los datos registrados en el Piso 5, en la Figura 24 se observan valores de velocidad de vibración inferiores a.14 mm/s que no superan los rangos definidos en la Norma DIN415. Piso 1,4,35,3,25,2,15,1,5 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Piso 5,16,14,12,1,8,6,4,2 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Figura 24 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 9/1/216 entre : y 23:59 Hora UT.

36 Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 36 DE 44 En la Figura 25 se observa que en el Piso 1 se presentaron amplitudes cercanas a.45 mm/s y.7 mm/s, en otros instantes de tiempo las vibraciones se registraron por debajo de los.3 mm/s y están por debajo de los niveles establecidos en la Norma DIN 415. Para los datos registrados en el Piso 5, en la Figura 25 se observan valores de velocidad de vibración que no superan los rangos definidos en la Norma DIN415, la velocidad superior a 1 mm/s con preferencia en dirección puede estar asociada a fenómenos vibratorios puntuales como paso cercano de personas o apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados. A partir de la información registrada en los Pisos 1 y 5 se puede observar que los valores de velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4: y 9: UT (11: pm y 4: am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido externo en la medición de las vibraciones. Piso 1,8,7,6,5,4,3,2,1 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT)

37 Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 37 DE 44 Piso 5 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Figura 25 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 1/1/216 entre : y 23:59 Hora UT. En la Figura 26, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de vibración es inferior a.5 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma DIN415. A partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores de velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4: y 9: UT (11: pm y 4: am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido externo en la medición de las vibraciones. Para los datos registrados en el Piso 5, en la Figura 26 se observan valores de velocidad de vibración que no superan los rangos definidos en la Norma DIN415, la velocidad cercana a los 3 mm/s con preferencia en dirección puede estar asociada a fenómenos vibratorios puntuales como paso cercano de personas o apertura y cierre de puertas en la oficina de Postgrados.

38 Velocidad de Vibración (mm/s) Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 38 DE 44 Piso 1,6,5,4,3,2,1 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Piso 5 3,5 3 2,5 2 1,5 1,5 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Figura 26 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en los Pisos 1 y 5. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 11/1/216 entre : y 23:59 Hora UT.

39 Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 39 DE 44 En la Figura 27 se observa que en el Piso 1 se presentaron amplitudes cercanas a.7 mm/s que corresponden al momento en que se realizó la visita de verificación de funcionamiento del equipo y en otros instantes de tiempo la velocidad se registró por debajo de los.1 mm/s. Los niveles de vibración están por debajo de los niveles establecidos en la Norma DIN 415. Piso 1,8,7,6,5,4,3,2,1 : 3: 6: 9: 12: 15: 18: 21: : Hora (UT) Figura 27 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 12/1/216 entre : y 23:59 Hora UT. En la Figura 28, para los datos registrados en el Piso 1 se observa que la Velocidad de vibración es inferior a.5 mm/s y no supera los valores establecidos en la norma DIN415. A partir de la información del Piso 1 se puede observar que los valores de velocidad disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4: y 9: UT (11: pm y 4: am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta mucha influencia de ruido externo en la medición de las vibraciones.

40 Velocidad de Vibración (mm/s) PROPUESTA HOJA 4 DE 44 Piso 1,6,5,4,3,2,1 : 3: 6: 9: 12: 15: Hora (UT) Figura 28 Gráfico Velocidad de vibración (mm/s) versus Tiempo (Hora UT) para las tres componentes de registro en el Piso 1. Los valores corresponden a los registros obtenidos el 13/1/216 entre : y 16:1 Hora UT. Los valores más representativos de velocidad máxima (mm/s) y la frecuencia significante (Hz) calculada a partir del espectro de Fourier (FFT) para los pisos 1 y 5 se presentan en las Tablas 3 y 4, respectivamente. Comparando las velocidades y frecuencias determinadas en este estudio, se observa que las vibraciones registradas no excedieron los límites de velocidad establecidos por la Norma DIN415 (Tabla 1) para evaluar los efectos de las vibraciones en estructuras correspondientes a la categoría viviendas y edificios, con límites de 5 mm/s 15 mm/s.

41 PROPUESTA HOJA 41 DE 44 Tabla 3 Valores representativos de velocidad en mm/s y frecuencia significante en Hz, registrados en el Piso 1 Ciencias Jurídicas. Fecha DD/MM/AAAA Hora UT HHMMSS Vel. Vert. (mm/s) Vel. NS (mm/s) Vel. EO (mm/s) Frec. Vert. (Hz) Frec. NS (Hz) Frec. EW (Hz) 5/1/216 23: /1/216 14: /1/216 14: /1/216 1: /1/216 17: /1/216 11: /1/216 15: /1/216 22: /1/216 1: /1/216 12: /1/216 21: /1/216 3: /1/216 1: Tabla 4 Valores representativos de velocidad en mm/s y frecuencia significante en Hz, registrados en el Piso 5 Oficina de Postgrados. Fecha DD/MM/AAA Hora UT HHMMSS Vel. Vert. (mm/s) Vel. NS (mm/s) Vel. EO (mm/s) Frec. Vert. (Hz) Frec. NS (Hz) Frec. EW (Hz) 6/1/216 21: /1/216 14: /1/216 19: /1/216 22: /1/216 9:

42 PROPUESTA HOJA 42 DE 44 8/1/216 2: /1/216 12: /1/216 13: /1/216 16: CONCLUSIONES Los resultados solamente son válidos para las vibraciones registradas durante los días 5 de octubre hasta el 13 de octubre de 216 en los Pisos 1 y 5 del Edificio H de la Universidad del Atlántico, que corresponde al periodo de tiempo en el que se hicieron las mediciones. Estos resultados no aplican para otras vibraciones registradas antes o después del tiempo de medición realizado en este estudio. A partir de la información registrada, procesada y analizada de los instrumentos sísmicos, se observa que los valores de velocidad de vibración registrados durante los días 5 de octubre hasta el 13 de octubre en los Pisos 1 y 5 del Edificio H de la Universidad del Atlántico no superan los valores límite propuestos de 5 a 15 mm/s en frecuencias de 1 5 Hz según la norma alemana DIN 415 para evaluar si se presentan efectos sobre las estructuras, debido a vibraciones. Con la información registrada en tiempo continuo, se observó para los datos registrados en los Pisos 1 y 5, que los valores de velocidad de vibración disminuyen en el intervalo comprendido entre las 4: UT y 9: UT (11: pm y 4: am Hora Local), tiempo durante el cual no se presenta influencia de ruido externo (tráfico de automóviles y tránsito de personas) en la medición de las vibraciones. Los niveles de velocidad de vibración registrados en el Piso 1 Ciencias Jurídicas generalmente son más bajos que los registrados en el Piso 5 Oficina de Postgrados, debido al poco tránsito de personas en inmediaciones del equipo instalado en el Piso 1. La influencia de vibraciones puntuales, paso de personas, retiro de tableros y movimiento de sillas, afectaron el registro normal en las mediciones realizadas, con el equipo instalado en el Piso 5, en el que se registraron picos en la velocidad que están

43 PROPUESTA HOJA 43 DE 44 por encima de los niveles normales de vibración, pero que no superaron los valores límites establecidos en la Norma DIN415. A partir del análisis de velocidad de vibración con respecto al tiempo de registro, se pudo observar que los niveles de las vibraciones presentan una coherencia en la información registrada en los Pisos 1 y 5. Los acelerógrafos de alta precisión y resolución empleados en este estudio mostraron su capacidad para registrar pequeños movimientos que a veces son imperceptibles por las personas. Prueba de ello es la capacidad para diferenciar las horas con mayor influencia de vibraciones por ruido externo debido a la actividad humana. 6. RECOMENDACIONES Se recomienda realizar la medición de vibraciones durante el uso normal de la edificación ocupado por estudiantes y en horario de clases habitual, ya que durante el tiempo de medición no fue posible realizarlo de esta manera porque se retiraron tableros y sillas del Edificio H. Esto con el fin de tener un escenario de características similares al ocurrido cuando se presentaron los hechos en los cuales estudiantes, profesores y administrativos percibieron vibraciones en el Piso 1 del Edificio H. Se sugiere complementar estos estudios con otro tipo de monitoreo en la edificación, tales como el uso de inclinómetros en la parte superior del Edificio H y si es posible un estudio de radar de penetración para evaluar la integridad de los elementos estructurales.

44 PROPUESTA HOJA 44 DE REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS BACCI, D,C., Barbosa, P.M., de Eston, S.M., Iramina, W.S. (23). Principais normas e recomendações existentes para o controle de vibrações provocadas pelo uso de explosivos em áreas urbanas - Parte I. Rev. Esc. Minas Vol.56 No.1 Ouro Preto Jan./Mar. BENJUMEA, J.M. (23). Vibraciones causadas por actividad humana: Caracterización, efectos y manejo en la Ingeniería Civil. Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Civil. Escuela de Ingeniería Civil y Geomática, Universidad del Valle. DIN 415 (1999), Structural Vibration. Part 1: Prediction of Vibration parameters. Part 2:Human exposure to vibartion in buildings. GEOPSY - Geophisycal Signal Database for Noise Array Processing (Version 2.5.). GURALP SYSTEMS. (212). GURALP CMG-5TDE User Manual. SEISMOSIGNAL (Version 3.3.). SeismoSoft Earthquake Engineering Software Solution.