Centro tecnológico Cartif

Desarrollo de sistemas avanzados de amortiguación de vibraciones basados en dispositivos de control semiactivos: aplicación a pasarelas peatonales y grúas torre

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• REFERENCIA: C16/2006
• ACRONIMO: SEMIACT
• TITULO: Desarrollo de sistemas avanzados de amortiguación de vibraciones basados en dispositivos de control semiactivos: Aplicación a pasarelas peatonales y grúas torre
• INVESTIGADOR PRINCIPAL: Alfonso Poncela Méndez
• ORGANISMO: Asoc. CARTIF-UVA
• CENTRO: Asoc. CARTIF-UVA
• DIRECCION: Parque Tecnológico de Boecillo, parc. 205 (47151 Valladolid)
• TELEFONO: 983 546504
• CORREO E.: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it
• PAGINA WEB DEL PROYECTO:
• PALABRAS CLAVE: Vibración, semiactivos, amortiguadores de masa, pasarelas peatonales, grúas torre, amortiguadores magneto-reológicos
• ORGANISMO: Ministerio de Educación y Ciencia
• FECHA INICIO: Diciembre 2006
• DURACION: 2 años

Antecedentes

La tendencia actual en el diseño de diferentes tipos de estructuras civiles esta basada en muchos casos en parámetros de esbeltez y ligereza de la construcción, en esto ha contribuido el desarrollo de nuevos materiales, requerimientos constructivos más exigentes, razones económicas, nuevos desafíos estructurales y parámetros estéticos.

Una consecuencia directa de esta tendencia es que estructuras civiles como torres de comunicación, chimeneas industriales, grúas torre, pasarelas, puentes o aerogeneradores entre otras, desarrollen y sufran vibraciones de baja frecuencia en sus modos fundamentales cuando son sometidas a cargas o acciones diarias producidas por el propio uso de la estructura (tráfico peatonal y/o rodado) o las debidas a fenómenos medioambientales (viento, lluvia). Las vibraciones de baja frecuencia afectan a los requerimientos de seguridad de la propia estructura y a los requerimientos tanto de seguridad como de confort (sensación de mareo, miedo,...) de las personas que hacen uso de ellas o se encuentran en sus proximidades. Es por tanto muy conveniente el desarrollo de tecnologías que prevengan o aminoren estos efectos.

Para evitar o al menos disminuir las consecuencias de dichas vibraciones se han investigado, desarrollado e implantado en los últimos años diversas soluciones de naturaleza pasiva o activa basadas en teorías de control. Esta tecnología no tiene más de dos décadas de vida, no siendo todavía ampliamente extendida y aceptada por el mundo industrial y de la ingeniería civil a pesar de que en muchos casos se han obtenido buenos resultados. De entre todos los sistemas propuestos y desarrollados, el proyecto se centrará en los homólogos semiactivos de los amortiguadores de masa pasivos.

Objetivos

El objetivo principal del proyecto es el desarrollo de modernos sistemas de amortiguación de vibraciones para estructuras esbeltas habitualmente sometidas a cargas no severas de naturaleza dinámica. Con estos sistemas se conseguirá un aumento en la vida útil de las estructuras ya que sufrirán menor número de ciclos de carga, obteniéndose al mismo tiempo un comportamiento de la estructura más seguro, fiable y confortable del que se beneficiaran los usuarios de éstas. El desarrollo de estos dispositivos está enfocado a pasarelas peatonales y grúas torres.

Objetivos alcanzados

• Estudios del comportamiento dinámico de pasarelas y grúas torre. Para ello se registró y analizó la respuesta dinámica de la pasarela peatonal del Museo de la Ciencia en Valladolid y una grúa torre frente a cargas de diversa naturaleza (medioambientales, cargas por tránsito de peatones...).
• Desarrollo de modelos en elementos finitos de las estructuras monitorizadas y estudio de su comportamiento frente a distintas cargas.
• Diseño y desarrollo de un amortiguador de masas pasivo y semiactivo para su incorporación a uno de los vanos de la pasarela peatonal.
• Ensayo en bancada del prototipo absorbedor de masa pasivo/semiactivo.

• Desarrollo de algoritmos de control para el control de los dispositivos semiactivos.
  Éstos estarán basados en amortiguadores magneto-reológicos y estrategias de control Ground-Hook.
• Implantación de un sistema amortiguador de masas pasivo y semiactivo en la pasarela peatonal del Museo de la Ciencia en Valladolid.