Impacte vibratori d'infraestructures

Què és?

Les infraestructures de transport existents al territori són una font de soroll i vibracions que afecta al benestar de les persones que viuen a prop d’aquestes. Si per una banda el control de soroll d’infraestructures és una temàtica àmpliament treballada i solucionada, per l’altra banda el problema vibratori ha restat tradicionalment en un segon terme, però ha començat a prendre importància una vegada el problema del soroll s’ha anat solucionant,  sigui amb soterraments de vies, amb la inclusió de pantalles acústiques, paviments acústics, etc... Concretament, en els últims anys ha pres especial importància l’impacte vibratori d’infraestructures ferroviàries degut a l’aparició de línies d’alta velocitat.

Experiència en el camp

El LEAM treballa ja des de fa 10 anys en la fenomenologia associada a l’impacte vibratori d’infraestructures ferroviàries. En aquest context, el grup ha realitzat gran quantitat d’estudis d’avaluació d’aquest impacte per a diferents empreses i administracions, i també ha format o forma actualment part de projectes de recerca enfocats a la predicció d’aquest impacte, com són el projecte CATdBTren  i el projecte RECYTRACK, entre d’altres.

Avaluació de l’impacte vibratori

Pel que fa a l’avaluació de l’impacte vibratori, el LEAM disposa de la instrumentació necessària per realitzar aquests estudis tot realitzant campanyes de mesures experimentals (LMS Pimento com a equip multicanal i acceleròmetres sísmics i piezoelèctrics principalment) així com programes informàtics interns específicament dissenyats per a la realització del post-processat dels senyals adquirits segons la normativa i els estàndards vigents.

Avaluació de l'impacte vibratòri

Predicció de l’impacte vibratori

Pel que fa a la predicció de l’impacte vibratori, el LEAM ha focalitzat la seva investigació en l’obtenció d’un model capaç d’obtenir una primera aproximació de les isòfones de vibració provocades per una infraestructura ferroviària amb molt poc cost computacional i, sobretot, d’enginyeria [1,2]. La implementació numèrica d’aquest model permet calcular l’impacte vibratori d’una infraestructura de nova implantació a partir de conèixer les principals propietats mecàniques de tots els sistemes que conformen el problema: vehicle, superestructura, terreny. També es pot utilitzar per determinar els nivells de vibració als quals estaran sotmesos futurs edificis que es vulguin construir a prop d’una infraestructura ferroviària ja existent. S’està treballant també en un model similar per infraestructures soterrades [3].

Línies d’isovibració de grans línies ferroviàries.

Addicionalment, el LEAM està desenvolupant un sistema de caracterització de superestructures in-situ, el qual permetrà caracteritzar les propietats mecàniques del sistema superestructura-terreny.

El LEAM també té la capacitat de realitzar estudis de detall d’impacte vibratori d'infraestructures ferroviàries utilitzant el mètode dels elements finits (FEM) mitjançant un model 2,5D FEM creat íntegrament al Laboratori. També es possible realitzar estudis 3D FEM amb el solver NASTRAN.

[1] R. Arcos. A model for railway induced ground vibrations in the frame of preliminary assessment studies. PhD thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2011.

[2] R. Arcos, J. Romeu, A. Balastegui, and T. Pàmies. Determination of the near field distance for point and line sources acting on the surface of an homogeneous and viscoelastic half-space. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 31(7):1072–1074, 2011.

[3] A. Balastegui, R. Arcos, J.I. Palacios., and J. Cardona. Surface vibration pattern induced by underground trains. In Proceedings of 37th International Congress and Exposition on Noise Control Engineering, 2008. Internoise 2008 Conference, Shangai, China.