Programa de la asignatura curso 2010/11 Título de la asignatura: Ruido y vibraciones mecánicas Número créditos teóricos: 4 Número créditos prácticos: 2 Carácter: (troncal, obligatoria u optativa) Curso y cuatrimestre: Profesor responsable: Contenidos: Optativa 2º Curso / 2º Cuatrimestre D. Juan C. Santamarta Cerezal PARTE PRIMERA; FUNDAMENTOS FISICOS DEL RUIDO Y LAS VIBRACIONES MECANICAS TEMA 1. MOVIMIENTO OSCILATORIO (1T+1P) 1.1 Movimiento armónico simple 1.2 Masa sujeta a un resorte 1.3 Energía en el movimiento armónico simple TEMA 2. ONDAS SONORAS (1T) 2.1 Conceptos generales 2.2 Ondas complejas 2.3 Ondas sonoras armónicas 2.4 Velocidad de propagación en función de la temperatura 2.5 Energía 2.6 Intensidad sonora TEMA 3. OSCILACIONES LIBRES (1T) 3.1 Tipos de oscilaciones. 3.2 Oscilaciones armónicas. Ecuación del movimiento. Energía TEMA 4. OSCILACIONES FORZADAS (1T) 4.1 Ecuación del movimiento 4.2 Resonancia 4.3 Potencia 1 / 9
4.4 Factor de amplificación 4.5 Aplicaciones. Aislamiento de vibraciones TEMA 5. OSCILACIONES AMORTIGUADAS (1T) 5.1 Ecuación del movimiento 5.2 Energía 5.3 Factor de amortiguamiento PARTE SEGUNDA; VIBRACIONES MECANICAS TEMA 6. VIBRACIONES MECANICAS.CONCEPTOS GENERALES (1T+1P) 6.1 Origen de las vibraciones 6.2 Importancia de las vibraciones mecánicas 6.3 Aplicaciones industriales de las vibraciones 6.4 Definición de vibración mecánica 6.5 Unidades del movimiento de las vibraciones 6.6 Clasificación de las unidades mecánicas 6.7 Otros conceptos 6.8 Modelado matemático 6.9 Grados de libertad, ecuación de Kutzbach TEMA 7. ELEMENTOS DE SISTEMAS VIBRATORIOS (1T) 7.1 Elementos elásticos 7.2 Elementos amortiguadores 7.3 Elementos inerciales TEMA 8. VIBRACIONES DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD (1T+1P) 8.1 Vibración libre no amortiguada 8.2 Vibración libre amortiguada 8.3 Métodos de análisis TEMA 9. MANTENIMIENTO MECANICO MEDIANTE ANALISIS DE VIBRACIONES (2T) 9.1 Historia del Mantenimiento 9.2 Conceptos básicos 2 / 9
9.3 Categorías de patologías clasificadas 9.4 Desplazamiento, velocidad y aceleración de vibración 9.5 Alarmas de nivel y tendencias 9.6 Mantenimiento por aceites 9.7 Mantenimiento por termografías 9.8 Gestión del mantenimiento TEMA 10. VIBRACIONES EN ESTRUCTURAS DE HORMIGON ARMADO (1T) 10.1 Generalidades 10.2 Acción de la vibración 10.3 Factores de la vibración 10.4 Vibraciones externas e internas TEMA 11. CIMENTACIONES DE MAQUINARIA (1T) 11.1 Causas de las vibraciones sobre el cimiento y el suelo de cimentación 11.2 Efectos producidos por las vibraciones sobre el suelo 11.3 Efectos de las vibraciones sobre la estructura del cimiento 11.4 Datos para el proyecto de cimentaciones de maquinaria 11.5 Recomendaciones para la construcción TEMA 12. CALCULO DE VIBRACIONES EN VIGAS (1T) 12.1 Recomendaciones de cálculo estructuras 12.2 Cálculo de la frecuencia fundamental 12.3 Forjados PARTE TERCERA; RUIDO TEMA 13. AISLAMIENTO ACUSTICO (1T) 13.1 Generalidades sobre acústica 13.2 Escalas de medidas de ruidos 13.3 Vibraciones ultra e infrasónicas 13.4 Medición de decibelios 13.5 Intensidad sonora 3 / 9
13.6 Reverberación TEMA 14. INDICES DE VALORACION DEL RUIDO (1T+2P) 14.1 Valoración de las fuentes del ruido 14.2 Aislamiento de una pared simple.ley de masa. 14.3 Magnitudes características del aislamiento acústico 14.4 Aislamiento acústico mixto 14.5 Parámetros característicos del campo sonoro TEMA 15. MATERIALES AISLANTES (2T) 15.1 Corcho y derivados 15.2 Materiales para aislamiento de tuberías 15.3 Vidrio 15.4 Fibra de vidrio 15.5 Materiales para aislamiento de naves industriales 15.6 Fibras minerales 15.7 Placas acústicas de acero 15.8 Paneles de fibra de madera 15.9 Espuma plástica aislante 15.10 Fibrocemento con espuma plástica 15.11 Paneles con alma de poliuretano 15.12 Paneles de espuma de poliestireno expandido 15.13 Hormigón ligero 15.14 Vermiculita 15.15 Arcilla expandida 15.16 Hormigones de fibras vegetales 15.17 Durisol 15.18 Hormigón Siporex 15.19 Hormigón celular 15.20 Hormigón espumoso 4 / 9
15.21 Hormigón Ytong TEMA 16. FUENTES DE RUIDO Y VIBRACIONES EN EDIFICIOS (1T) 16.1 Fuentes internas del ruido 16.2 Fuentes externas de ruido 16.3 Índices de molestia TEMA 17. AISLAMIENTO A RUIDO AEREO (1T) 17.1 Conceptos sobre aislamiento de ruido aéreo 17.2 Tipos de transmisión de ruido aéreo TEMA 18. TRANSMISION DE LOS RUIDO DE IMPACTO Y VIBRACIONES (1T) 18.1 Introducción 18.2 Transmisión de los ruidos de impacto 18.3 Aislamiento a los ruidos de impacto 18.4 Transmisión de vibraciones TEMA 20. ACUSTICA URBANISTICA (1T) 20.1 Introducción 20.2 Emisores de ruido ambiental 20.3 Factores de propagación del ruido 20.4 Impacto sonoro sobre el medio ambiente 20.5 Actuaciones para reducir las molestias ocasionadas por el excesivo ruido. TEMA 21. EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL (2T+2P) 21.1 Introducción 21.2 Fuentes del ruido en el exterior de edificios 21.2 Ruido de tráfico rodado 21.2 Ruido de tráfico ferroviario 21.3 Ruido de tráfico aéreo 21.4 Ruido de fuentes de origen industrial o comercial 21.5 Ruido comunitario PARTE CUARTA; HIGIENE INDUSTRIAL TEMA 22. ASPECTOS TECNICOS SOBRE LOS RIESGOS DERIVADOS DE LA EXPOSICION AL RUIDO DURANTE EL TRABAJO (1T) 22.1 Efectos del ruido 5 / 9
22.2 Evaluación de la exposición 22.3 Obligaciones de carácter general del empresario TEMA 23. ASPECTOS TECNICOS SOBRE LOS RIESGOS DERIVADOS DE LA EXPOSICION A VIBRACIONES DURANTE EL TRABAJO (1T) 23.1 Emisión y exposición a vibraciones 23.2 Evaluación de los riesgos derivados de la exposición a vibraciones 23.3 Control básico de vibraciones 23.4 Evaluación de la salud de los trabajadores expuestos PRÁCTICAS: Práctica Nº 1. Práctica Nº 2. Práctica Nº 3. Mediciones de vibraciones en buques Cálculo de vibraciones en vigas de estructuras Cálculo de una bancada de maquinaria industrial Práctica Nº 4. Vibraciones y mantenimiento de aerogeneradores Práctica Nº 5. Vibraciones en centrales de energía Práctica Nº 6. Mediciones de ruido Práctica Nº 7. Mapas de ruido Práctica Nº 8. Proyecto de aislamiento acústico de una instalación Práctica Nº 9. Proyecto de aislamiento en infraestructuras viarias y aeroportuarias. CONFERENCIAS Y VISITAS A OBRAS Presentación: La asignatura ruido y vibraciones mecánicas es una asignatura optativa del segundo cuatrimestre, segundo curso, que se imparte en la titulación de ingeniero técnico industrial en la especialidad de mecánica en el plan de estudios en vigor del 2002, con esta asignatura se pretende que el alumno profundice en los conocimientos de ingeniería mecánica y acústica y su aplicación e implicación en el medioambiente, así como la aplicación directa de las vibraciones en el mantenimiento predictivo de maquinas La presente asignatura se divide en tres partes claramente diferenciadas 1. RUIDO 2. VIBRACIONES MECANICAS 3. HIGIENE INDUSTRIAL La asignatura pretende introducir al estudiante en el estudio de las vibraciones y el 6 / 9
ruido en las máquinas, su medida, los efectos mecánicos que producen y su impacto sobre el medio ambiente. Asimismo se estudian aplicaciones de interés industrial de las vibraciones y el ruido y los límites y regulaciones legales aplicables en cada uno de los casos. La parte relativa al ruido se introduce al alumno al conocimiento de los parámetros básicos que identifican el ruido. Caracterización de distintas fuentes. Métodos de atenuación del ruido producido en ambientes cerrados y abiertos. Aparatos de medición. Materiales aislantes. Mapas sonoros y por último acústica ambiental y su relación con los impactos ambientales. En el caso de las vibraciones mecánicas se desarrollan los conceptos y fundamentos de las vibraciones, su medida y aplicaciones en diseño. Técnicas de medida y aplicación al mantenimiento, así como la implicación que tienen las vibraciones en la ingeniería civil industrial y de construcción en el diseño de las estructuras y cimentaciones de máquinas Finalmente se estudian las dos áreas de conocimiento desde el punto de vista de la higiene industrial y prevención de riesgos laborales. Metodología: El desarrollo de la asignatura se estructura del modo siguiente: Clases presenciales A) Clases de teoría.- En dichas clases el profesor explicará los aspectos básicos del tema objeto de estudio haciendo especial hincapié en los aspectos nuevos o de especial complejidad. Al final de cada tema se presentarán aplicaciones interesantes de las máquinas de elevación y transporte así como estudios del caso y proyectos realizados en Canarias, relacionadas con el temario. Se incluyen temas científicos, industriales y de la vida cotidiana que reviven y refuerzan el material explicado en clase. B) Clases de problemas.- En estas clases se llevará a cabo la aplicación específica de los conocimientos que los estudiantes hayan adquirido en las clases de teoría. Los estudiantes deberán, previamente, haber trabajado los problemas que se van a resolver. La resolución de dichos problemas se llevará a cabo en algunas ocasiones por el profesor y en otras por los alumnos. D) Tutorías: aclaración individualizada de las dudas surgidas al alumno en el estudio de la teoría y en la resolución de problemas. Las tutorías (6 h/semana) se realizan en el despacho del profesor en el horario establecido, o bien a petición del alumno al correo: jcsanta@ull.es E) Visitas técnicas: Se establecen dos visitas técnicas donde se vean plasmados los conocimientos explicados en clase y vistos en las sesiones virtuales F) Conferencias de expertos: En este curso se contará con la visita y exposición magistral de uno de los temas integrantes del temario general. Clases virtuales Los alumnos dispondrán en la web de la asignatura (aula virtual de la ull), http://www.campusvirtual.ull.es Toda la información básica requerida: apuntes, colección de problemas propuestos, colección de exámenes de años anteriores, tareas a desarrollar y sus soluciones y tablas de datos y material complementario que resulte necesario. 7 / 9
A lo largo del curso se realizarán varias Tareas obligatorias (ejercicios, problemas y/o desarrollo de preguntas de teoría), distribuidas cada 2/3 semanas, que deberán de entregar en los plazos establecidos. También trabajos de duración y dificultad progresiva para realizar individualmente y en grupo. Con los trabajos se pretende orientar al alumno en el planteamiento de problemas y aspectos técnico, búsqueda de información técnica y normativa, resolución técnica de cálculos y proyectos de ingeniería y presentación de documentos, así como la coordinación del trabajo en equipo. En las clases virtuales se dará importancia a la participación de foros de debate sobre la asignatura así como la realización de trabajos voluntarios utilizando el entorno virtual. Se dispondrá de tutorías virtuales con el profesor como apoyo a las presenciales para alumnos que por cuestiones de trabajo no puedan acudir a las anteriores. Requisitos Organizativos y Criterios de Evaluación: EXAMEN CONVENCIONAL 70% PROYECTO DE CURSO 20% VIRTUAL 10% - Se valorará el correcto desarrollo e interpretación de los problemas y cuestiones, así como el resultado acertado de los mismos. - Se valorará el empleo preciso y riguroso de las expresiones y unidades físicas Bibliografía básica: INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS VIBRACIONES MECÁNICAS. Robert F. Steidel JOHN WILEY &SONS, Inc. 1981. FUNDAMENTOS DE MECANISMOS Y MÁQUINAS PARA INGENIEROS. Roque Calero Pérez y José Antonio Carta González, Mc Graw Hill, 1998 EL RUIDO EN EL LUGAR DE TRABAJO. Ministerio de Trabajo y Seguridad Social. 1999. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL POR RUIDO Y VIBRACIONES artés, M., Castillo, L., López, J., Ortiz, J. F. UNED. (2007). VIBRACIONES EN MÁQUINAS. ADDENDA DE CÁLCULO, CONSTRUCCIÓN Y ENSAYO DE MÁQUINAS I. García Prada, J.C. y Pedrero, J. I. UNED.(1993) EXPOSICIÓN A VIBRACIONES EN EL LUGAR DE TRABAJO.Carretero, R. M., López, G. (1996).. INSHT. Madrid.. (1996). Otra bibliografía: LA EXPOSICIÓN LABORAL AL LABORAL AL RUIDO, Álvarez, C., López, G. INSHT. MADRID. (1996). MANUAL DE ACÚSTICA, RUIDOS Y VIBRACIONES: FUNDAMENTOS BÁSICOS 8 / 9
Y SISTEMAS DE CONTROL, Flores, P. BARCELONA,Ed. GYC. (1990). RUIDO INDUSTRIAL Y URBANO, MADRID, Rejano, M. PARANINFO. (2000). Prerrequisitos: Es recomendable aunque no excluyente aunque no excluyente tener conocimientos previos de elasticidad y resistencia de materiales, diseño de maquinas, tecnología mecánica, fundamentos físicos de las ingeniería y métodos matemáticos. Horario de tutorías: A petición del alumnado Viernes 16-19 Jueves 16-19 mail jcsanta@ull.es Sala de profesorado Ed. Físicas 2ª planta Dirección web: http://webpages.ull.es/users/jcsanta/index.htm La Laguna, a 01 de Julio de 2010 Fdo.: Juan C. Santamarta Cerezal Prof. Asociado. 9 / 9