Sistemas Antivibraciones

Transcripción

1 Sistemas Antivibraciones

2 Vibraciones en los CPDs Las vibraciones en los CPDs pueden ser producidas por obras cercanas, tráfico rodado, vías férreas o incluso los propios equipos de refrigeración y los otros equipos enracados en el mismo CPD que introducen ruido vibraciones en la sala. A todo lo anterior hay que añadir la Peligrosidad Sísmica, tal como se puede apreciar en el siguiente mapa de Peligrosidad Sísmica.

3 Efectos de las vibraciones en las unidades de disco Los siguientes datos indican que las aceleraciones máximas superiores a 0,5 g (1 g = 10 m/s 2 ) en las unidades estarían sujetos a fuerzas que podrían causar un daño permanente y pérdida de datos legibles. Las fuerzas de baja frecuencia generadas por las ondas sísmicas son generalmente más destructivas que las vibraciones de frecuencia más altas debido a sus períodos más largos generados con amplitudes más grandes.

4 Efectos de las vibraciones en las unidades de disco Según los distintos fabricantes, las unidades de discos tienen un límite incluso inferior que los servidores, ver por ejemplo los valores de la Unidad de Discos HITACHI 9900 (antes SUN 9900) que indican su límite en 0,49 m/s 2, teniendo en cuenta que en operación normal se tiene un valor del orden de 0,10m/s 2.

5 Efectos de las vibraciones en las unidades de disco Estudio de latencia en unidades de disco SUN como efecto producido tras sufrir vibraciones dentro del rango aceptado por el fabricante, lo cual se traduce en pérdida de tiempo mientras los discos están buscando su posición. Algunos estudios hablan de hasta horas perdidas en copias de TB.

6 Frecuencia natural del sistema y soluciones antivibratorias Las vibraciones hacen que el sistema oscile en una frecuencia vibratoria propia (el tiempo de cada oscilación, o periodo, corresponde con la inversa de la frecuencia propia). Si el periodo (o frecuencia) de la estructura coincide con el del edificio o terreno donde se apoya, se produce el fenómeno llamado resonancia en el cual los efectos de las vibraciones van incrementándose, ampliando cada vez las oscilaciones se vuelven cada más amplias por la acumulación de energía cinética en el interior de la masa oscilante. Diseñar un correcto sistema de protección antivibraciones consiste en determinar los pesos mínimos y máximos del sistema para conociendo su masa diseñar los elementos que absorberán esas vibraciones teniendo en cuenta la frecuencia de resonancia de estos mismos elementos. En función de las características de la sala se podrán elegir sistemas de protección tales como muelles individuales (1), bancadas metálicas (2) o losas de hormigón (3), bien sean antivibratorios o sísmicos.

7 1. Suspensiones Individuales Una de las soluciones propuestas para la protección antivibraciones están basadas en sistemas de muelles con o sin bancada tarados para el peso máximo del rack, lo que representa un problema de eficacia para racks con media densidad de carga.

8 1. Suspensiones Individuales Los muelles instalados tienen una Frecuencia Propia de 4,5 Hz a plena carga. 4 Muelles individuales por rack de 1,98 KN=202 Kg, total sobre 800 Kg.

9 1. Suspensiones Individuales La gráfica muestra el efecto de un sistema de protección con muelles instalados individualmente en cada rack. En rojo las vibraciones observadas en el suelo (boden en alemán) producidas por unas obras de construcción anexas al CPD y en azul la señal que llega a los racks filtrada, ésta tiene un valor de 0,10 m/s 2.

10 2. Bancada Antivibraciones La Bancada Metálica antivibraciones, es un aislamiento de baja frecuencia de resonancia con elementos contenedores y aisladores integrados en la propia bancada, con un importante grado de aislamiento de las vibraciones. Este tipo de suspensión es el más adecuado para un caso como este en el cual no disponemos de un espectro real de las vibraciones que se producirán, y con una bancada de este tipo tenemos la posibilidad de obtener un sistema con una baja frecuencia de resonancia o frecuencia propia, a la vez se reparte mejor el peso del sistema sobre toda la bancada, permitiendo tener algunos racks con media carga sin afectar a la eficacia.

11 2. Bancada Antivibraciones Se mantiene una baja frecuencia de resonancia, aunque tengamos una importante variación en el peso de los equipos apoyados en la bancada antivibratoria, por ejemplo para un CPD cuya carga va a ser variable con el tiempo, con una carga total estimada de la losa de 10 Tm (9 Tm losa y 1 Tm equipos), se desprende que estamos alrededor de los 4 Hz de frecuencia de resonancia y esto es así aunque tengamos una importante variación en el peso.

12 2. Bancada Antivibraciones: Características Técnicas Posibilidad de mantener la estabilidad del conjunto y a la vez obtener bajas frecuencias de resonancia, que nos proporciona un gran rendimiento antivibratorio, gracias a la gran estabilidad que se obtiene al disminuir notablemente el centro de gravedad del conjunto También se aumenta la estabilidad del conjunto al situar los apoyos más distanciados. Sistema de rápida nivelación integrada de todo el conjunto de la bancada. Diferentes espesores de bancadas. Se mantienen la una frecuencia propia baja Incluso con grandes variaciones de carga.

13 2. Bancada Antivibraciones: Características Técnicas Posibilidad de variar la separación entre la bancada y el suelo entre 10 mm. y 50 mm. Frecuencia propia (Hz) Bancada Metálica con los silentblocks integrados en la propia bancada. Contendor metálico con sistema de alta resistencia, seguro y rápido acceso. Contenedores con sistema registrable para sustitución de los silentblocks. Doble conjunto de silentblocks para altas y bajas frecuencias.

14 2. Bancada Antivibraciones Sistema de protección antivibratoria mediante bancada común a los 10 racks de la empresa, junto con su gráfica de eficiencia en función de la frecuencia.

15 3. Descripción del Sistema de Losa Flotante La Losa Flotante de alto rendimiento, es un sistema de aislamiento de baja frecuencia de resonancia con elementos contenedores y aisladores integrados en la losa armada, con un importante grado de aislamiento de las vibraciones. Este tipo de suspensión es el más adecuado para el entorno CPD en el cual no disponemos de un espectro real de las vibraciones que se producirán ante un terremoto o posibles obras vecinas, y con una losa de este tipo tenemos la posibilidad de obtener un sistema con una baja frecuencia de resonancia o frecuencia propia.

16 3. Losas Flotantes: Otras Aplicaciones Los Sistemas de Protección Antivibraciones formados por Losas Flotantes han sido utilizados ampliamente por diversas industrias para la Absorción de Vibraciones y Atenuación de impactos en: estudios de radio, platós de TV, estudios de grabación, lavadoras industriales, equipos de frío, transformadores eléctricos secos y de aceite con el depósito situado entre la losa y el transformador (sistema homologado por FECSA ENDESA), calderas, ascensores, gimnasios, boleras, salas de baile, cámaras frigoríficas, maquinas herramientas, balanzas de precisión, SAIs dinámicos, maquinaria de imprentas, rotativas de periódicos, y un largo etcétera.

17 3. Losas Flotantes: Características Técnicas Principales Losa de hormigón con los silentblocks integrados en la propia losa. Contendor metálico con sistema de alta resistencia, seguro y rápido en la unión al mallazo. Contenedores con sistema registrable para sustitución de los silentblocks. Doble conjunto de silentblocks para altas y bajas frecuencias. Sistema con nivelación integrada de todo el conjunto de la losa.

18 3. Losas Flotantes: Características Técnicas Posibilidad de mantener la estabilidad del conjunto y a la vez obtener bajas frecuencias de resonancia, que nos proporciona un gran rendimiento antivibratorio, gracias a la gran estabilidad que se obtiene al disminuir notablemente el centro de gravedad del conjunto Frecuencia propia (Hz)

19 3. Losas Flotantes: Características Técnicas Posibilidad de sustituir los silentblock por otros de diferente carga o diferente frecuencia propia. Sistema de rápida nivelación integrada de todo el conjunto de la losa. Diferentes espesores de losa Espesores estándar de la losa H1=128 mm. y H1=148 mm. Posibilidad de suministrar otros espesores. Separación estándar S= (de 1 a 5 mm). Para casos especiales hay posibilidad de aumentar. Se mantiene una frecuencia propia baja incluso con grandes variaciones de carga Posibilidad de variar la separación entre la losa y el suelo entre 10 mm. y 50 mm. Se puede construir manteniendo una cierta pendiente.

20 3. Losa Flotante Se instaló una Losa Flotante antivibraciones para proteger de las vibraciones que se produjeron en el CPD, equipos de comunicación y resto de equipos electrónicos sensibles a las vibraciones que se produjeron como consecuencia de las obras que se efectuaron en el Hospital de XXX. El proyecto se centró en proteger de los martillos neumáticos. Los martillos neumáticos trabajan a unos 900 golpes por minuto, en este caso como consecuencia de este trabajo, si realizáramos toma de medidas de vibraciones, nos encontraríamos con que nos aparecerían en la gráfica varios picos, los cuales nos estarían diciendo que tenemos en determinadas frecuencias unas vibraciones que nos marca este pico con alta aceleración. Estos máximos de aceleración los tendríamos, como consecuencia de los 900 golpes, a 15 Hz y los armónicos de estos, es decir 30 Hz, 45 Hz, etc.

21 3. Losa Flotante Por otro lado como consecuencia de los impactos y en el momento de rotura de la roca se nos producirán también unos picos de la aceleración en unas frecuencias determinadas, esto dependerá del tipo de roca y de tipo de suelo donde se propagan las vibraciones, en este caso tuvimos algún pico entre 30 y 45 Hz. Además, hay que tener en cuenta el proceso de compactación, que produce vibraciones a frecuencias de 25 o 35 Hz, en función del fabricante de la máquina compactadora.

22 Ejemplo de Protección Antisísmica ITEM 1: Losa antivibratoria, con atenuación sísmica para terremotos de intensidad media-baja. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Dimensiones losa (metros) 10x15 Superficie losa (m2) 150 Peso EQUIPOS Y PERSONAS (Kg.) carga máxima Peso EQUIPOS Y PERSONAS (Kg.) carga mínima Peso de la losa (Kg.) Peso total suspendido (Kg.) carga máxima Peso total suspendido (Kg.) carga mínima Sobre-carga de uso (Kg.) Carga Total máxima (Kg.) Nº de AMORTIGUADORES por losa 155 Coeficiente de Rigidez losa KN/m Coeficiente de Rigidez losa Kg/mm Factor de Resonancia losa (r.p.m) en carga máxima 245 Factor de Resonancia losa (Hz) en carga máxima 4,08 Factor de Resonancia losa (r.p.m) en carga mínima 308 Factor de Resonancia losa (Hz) en carga mínima 5,14 % de aislamiento para 25 Hz (+) del 99% % de aislamiento para 50 Hz (+) del 99% % aislamiento para 100 Hz (+) del 99% Espesor de la losa (mm) 150

23 Ejemplo de Protección Antisísmica - Además del sistema básico de losa antivibratoria se colocarán amortiguadores de hilo de acero inoxidable con doble suela antideslizante, la suela antideslizante da un amortiguamiento elevado ante los movimientos horizontales en caso de que la losa cayera unos centímetros ya que estos cojines estarán separados de la losa. - Fijaciones de los amortiguadores a los contenedores para evitar un posible vuelco en caso de terremotos de intensidad media. - Colocación en la parte inferior de cada amortiguador de muelle del contenedor un amortiguador adherido al muelle y con la suela antideslizante, pero además se añade una base mecanizada de acero para repartir cargas y proporcionar la unión entre ambos. Con ello conseguimos amortiguar terremotos de intensidad media. Es necesario indicar que el falso suelo debería ser atornillado a la losa, no solamente pegado, para que los pies y las baldosas de suelo técnico se desplacen horizontalmente con la losa y no se desmorone el suelo.

24 Ejemplo de Protección Antisísmica ITEM 2 (OPCIONAL): Para alcanzar un grado mayor de protección deberíamos realizar una unión física de todos los racks de superficie con pletina de acero con interposición de amortiguadores de hilo de acero inoxidable, así como sustituir sus patas niveladoras por unos pies de máquina con amortiguadores de hilo de acero inoxidable y suela antideslizante. De esta manera se consigue una mayor masa del conjunto e impedimos que vuelque ante grandes fuerzas horizontales. La fuerza es igual a la masa por la aceleración, al unir la masa, disminuimos las aceleraciones y con ello el movimiento de los equipos en el CPD, frenado además por las patas antideslizantes.

25 Ejemplo de Protección Antisísmica ITEM 3 (OPCIONAL): Sistema antichoque para absorber la energía de los impactos horizontales de la losa en caso de seísmo en los 2 ejes horizontales X e Y. El mayor grado de protección al incluir un muro de hormigón de 200mm y la altura desde el forjado hasta el falso suelo, sobre los que se colocarán elementos elásticos horizontales tanto en el lateral de la losa como en las baldosas del falso suelo para que al desplazarse cedan su energía a estos elementos elásticos horizontales. El muro será el encargado de realizar la fuerza contraria a la losa y aguantar el choque. Se protegería con lana de roca el espacio del perímetro de la sala. ITEM 4 (OPCIONAL): Aumentar la masa sísmica aumentando el espesor de la losa de 150 mm a 200 mm, para mejorar el comportamiento y el aislamiento, disminuyendo todavía más el nivel de aceleraciones.