vibração Portugal - LNEC-CriteriosVibracaoContinuada.pdf

9
- 1 - VIBRAÇÕES AMBIENTES. CRITÉRIOS DE DANOS E DE INCOMODIDADE. ACTUALIDADE E PERSPECTIVAS FUTURAS PACS :43.55.Ng Schiappa de Azevedo, Fernando 1 ; Patrício, Jorge 2 1 LNEC, Av. do Brasil 1700-066 LISBOA, Portugal Tel: 351 21 844 3523; Fax: 351 21 844 3025 E-mail: [email protected] 2 LNEC, Av. do Brasil, 1700-066 LISBOA, Portugal Tel: 351 218 443 273; Fax: 351 21 844 3028 E-mail: [email protected] RESUMO Uma multiplicidade crescente de máquinas, equipamentos e veículos motorizados, geram cada dia mais vibrações mecânicas. os edifícios recentes amortecem-nas pior, e os monumentos antigos são-lhe naturalmente mais sensíveis. esta situação é factor de incomodidade para as pessoas e de degradação do património arquitectónico e histórico. Revêem-se nesta comunicação, os princípios e os critérios normativos usados em portugal, pelo lnec, na avaliação das vibrações ambientes, no que respeita a incomodidade para as pessoas e a danos nas edificações, referindo-se brevemente o disposto na normalização europeia, e referindo- se alguns casos práticos. apresentam-se propostas de trabalho para o futuro. 1. FONTES E EFEITOS DAS VIBRAÇÕES A cravação de estacas, o desmonte de maciços rochosos, a exploração de pedreiras, a demolição de edifícios (em particular com explosivos), são fontes tradicionais de solicitações dinâmicas. A maquinaria motorizada e a sua potência têm aumentado, quer nos estaleiros de obras quer nas instalações industriais. Nos edifícios de habitação e de serviços (comércio e escritórios) multiplicam-se sistemas de ventilação ou condicionamento de ar, de refrigeração, de bombagem de água, e de geração e aproveitamento de energia. Nas cidades cresce o número das redes de tráfego rodoviário e ferroviário, com veículos e composições por vezes de grande tonelagem. Nas povoações tráfego pesado crescente passa rente a habitações, casas e monumentos sensíveis. Em instalações industriais recentes coexistem numa única edificação áreas de fabrico, de escritórios e de lazer. Por outro lado, os edifícios recentes com estrutura e paredes de betão armado, embora mais resistentes, transmitem melhor as solicitações e amortecem pior as vibrações. São cada dia mais as pessoas que, em suas casas sentem ou "ouvem" vibrações, e delas se queixam, referindo principalmente o incómodo nocturno e o receio de danos cosméticos ou mesmo estruturais. Esta situação conduz a uma presença e importância crescentes das vibrações mecânicas como um factor de incomodidade para as pessoas e de degradação do património arquitectónico e histórico.

Transcript of vibração Portugal - LNEC-CriteriosVibracaoContinuada.pdf

  • - 1 -

    VIBRAES AMBIENTES. CRITRIOS DE DANOS E DE INCOMODIDADE.ACTUALIDADE E PERSPECTIVAS FUTURAS

    PACS :43.55.Ng

    Schiappa de Azevedo, Fernando 1; Patrcio, Jorge 2

    1 LNEC, Av. do Brasil 1700-066 LISBOA, Portugal Tel: 351 21 844 3523; Fax: 351 21 844 3025 E-mail: [email protected] LNEC, Av. do Brasil, 1700-066 LISBOA, Portugal Tel: 351 218 443 273; Fax: 351 21 844 3028 E-mail: [email protected]

    RESUMO

    Uma multiplicidade crescente de mquinas, equipamentos e veculos motorizados, geram cadadia mais vibraes mecnicas. os edifcios recentes amortecem-nas pior, e os monumentosantigos so-lhe naturalmente mais sensveis. esta situao factor de incomodidade para aspessoas e de degradao do patrimnio arquitectnico e histrico.

    Revem-se nesta comunicao, os princpios e os critrios normativos usados em portugal, pelolnec, na avaliao das vibraes ambientes, no que respeita a incomodidade para as pessoas e adanos nas edificaes, referindo-se brevemente o disposto na normalizao europeia, e referindo-se alguns casos prticos. apresentam-se propostas de trabalho para o futuro.

    1. FONTES E EFEITOS DAS VIBRAES

    A cravao de estacas, o desmonte de macios rochosos, a explorao de pedreiras, ademolio de edifcios (em particular com explosivos), so fontes tradicionais de solicitaesdinmicas. A maquinaria motorizada e a sua potncia tm aumentado, quer nos estaleiros deobras quer nas instalaes industriais. Nos edifcios de habitao e de servios (comrcio eescritrios) multiplicam-se sistemas de ventilao ou condicionamento de ar, de refrigerao, debombagem de gua, e de gerao e aproveitamento de energia. Nas cidades cresce o nmerodas redes de trfego rodovirio e ferrovirio, com veculos e composies por vezes de grandetonelagem. Nas povoaes trfego pesado crescente passa rente a habitaes, casas emonumentos sensveis. Em instalaes industriais recentes coexistem numa nica edificaoreas de fabrico, de escritrios e de lazer. Por outro lado, os edifcios recentes com estrutura eparedes de beto armado, embora mais resistentes, transmitem melhor as solicitaes eamortecem pior as vibraes. So cada dia mais as pessoas que, em suas casas sentem ou"ouvem" vibraes, e delas se queixam, referindo principalmente o incmodo nocturno e o receiode danos cosmticos ou mesmo estruturais. Esta situao conduz a uma presena e importnciacrescentes das vibraes mecnicas como um factor de incomodidade para as pessoas e dedegradao do patrimnio arquitectnico e histrico.

  • - 2 -

    Os efeitos das vibraes podem classificar-se em trs grupos: i) incomodidade para as pessoas;ii) mau funcionamento de equipamentos sensveis (em hospitais, laboratrios tcnicos ecientficos, e at em habitaes); iii) danos nas edificaes (em particular nos edifcios emonumentos antigos). A incomodidade para as pessoas pode ainda subdividir-se em quatrograus: i.i) nociva para a sade, envolvendo geralmente ferramentas vibratrias; i.ii) inconvenienteou impeditiva da realizao normal de trabalho; i.iii) excessiva, eventualmente tolervel emsituaes transitrias, como por exemplo, durante uma viagem, ou provocada por obras limitadasno tempo; i.iv) sensvel, no sossego da habitao ou em outros locais de lazer ou repouso.

    2 INTRODUO

    2.1 - Propagao de ondas pelos solos

    A maioria das solicitaes chegam s construes atravs dos solos. Nestes, propagam-seondas de tenso e deformao de diversos tipos. A velocidade c com que estas ondas sepropagam no solo depende do seu tipo e caractersticas de elasticidade ( E ) e de massa ( r ):

    c = ( E / r )1/2 (3)Valores tpicos desta velocidade, para as ondas de compresso, designadas por ondas p , so330 a 340 m/s para o ar, 1450 a 1530 para a gua, 160 a 600 para aterros, 1000 a 2500 paraargila compacta, 3000 a 3500 para o beto, 1700 a 7000 para o calcreo, 4600 a 8400 m/s pararochas duras (granito, basalto e outras).

    A extenso no material percorrido por uma onda ( p ) relaciona-se com a velocidade daspartculas u' pela expresso:

    e = u' / c = u' / ( E / r )1/2 (4)As velocidades das ondas de corte, de Rayleigh e de Love so mais baixas (dependendo docoeficiente de Poisson) aproximando-se das ondas p para rochas mais rijas, e sendo cerca deum tero daquelas para rochas mdias.

    As frequncias presentes nas ondas que atravessam os solos so muito variadas, dependendo domodo de gerao, podendo variar entre os 2 e os 100 Hz . Prximo de uma exploso em rochasrijas, o registo de velocidade pode conter frequncias superiores aos 100 Hz.

    Para ondas sinusoidais, a frequncia f e o comprimento de onda l esto relacionados

    l = c / f (5)Para as frequncias e solos correntes, os comprimentos de onda so da ordem de grandeza dasdimenses dos edifcios.

    2.2 Atenuao das ondas com a distncia

    Desde a origem at ao local de interesse as ondas (bi ou tridimensionais) atenuam-sefundamentalmente por dois mecanismos: o geomtrico e o de dissipao. Componentes dasondas de frequncias mais altas atenuam-se mais rapidamente (ou mais prximo da fonte), ondasmais rpidas (em materiais mais coerentes e rijos) propagam-se a maiores distncias.

    Na prtica as ondas no se atenuam sempre com a distncia. Em meios estratificados e se asua geometria o favorecer as ondas podem concentrar-se (lembremo-nos das ondas do mar) ousobrepor-se a outras reflectidas, podendo medir-se maiores valores da vibrao em pontos maisafastados.

    2.3 Vibrao dos edifcios

    Os edifcios e seus componentes (pisos, paredes) podem ser modelados como sistemasdiscretos (constitudos por massas concentradas, molas e amortecedores).

    A conhecida equao do movimento u de um sistema mecnico linear com um grau deliberdade, solicitado na sua base por um deslocamento y escreve-se, em funo da deformaoz = u - y :

    z" + (c / m) z' + (k / m) z = y" (6)

  • - 3 -

    Este modelo pe em evidncia (para alm de y") as frequncias prprias do sistema, neste caso,apenas uma,

    wo = (k / m)1/2 (7)O amortecimento geralmente referido em percentagem do amortecimento crtico, 2 (k m)1/2 :

    x = c / 2 (k m)1/2 = d / wo (8)Correntemente, para pequenas oscilaes, as estruturas metlicas apresentam amorteci-mentosrelativos, x , da ordem dos 0,3 a 0,5 % , os edifcios de estruturas pr-esforadas e mistas deao e beto, da ordem de 0,5 a 0,8 % , de beto armado, de 0,7 a 1,0 % , e os edifcios dealvenaria de pedra e de madeira, da ordem de 1,0 a 1,5 % ; para oscilaes significativas estesvalores sero tipicamente duplos, em alguns casos ainda superiores.Designando por Z a amplitude da deformao e por Y a amplitude do movimento da base, aamplificao Z / Y , na ressonncia (para solicitao sinusoidal), aproximadamente:

    Z / Y 1 / (2 x) (9)Para um sistema com 1 % de amortecimento relativo (x = 0,01), partindo do repouso, estaamplificao verifica-se, a 99 %, aps 73 oscilaes.

    2.4 Vibraes continuadas e impulsivas

    Designam-se por vibraes impulsivas aquelas que resultam de uma solicitao de curta duraoe se prolongam para alm dela: vibraes originadas por exploses, pelo trabalho de bate-estacas, prensas de impacto, etc. As vibraes continuadas sero, complementarmente, as queresultam de uma solicitao com durao significativa e coexistem com ela.

    As normas distinguem geralmente as vibraes nestes dois tipos. A ISO 4866:1990(E), seco3.2, distingue-as pela durao da solicitao, conforme < ou > que t = (5 / (2 p)) (T / x).

    3 CRITRIOS DE ADMISSIBILIDADE

    3.1 Grandezas a medir. Medio

    Os critrios de incomodidade e danos tm sido tradicionalmente expressos em velocidade davibrao, medida ou nos edifcios (nos pisos ou outros elementos), ou junto s suas fundaes,velocidade expressa ou em valor mximo (de pico, ou p.p.v.) ou eficaz (r.m.s.).

    A norma ISO 2631 requer o clculo dos espectros de acelerao ou velocidade. A verso de 1997da sua parte 1 aponta para o uso de uma acelerao pesada na avaliao da incomodidade fsica.Outras normas requerem o clculo de funes mais complexas (ver 3.3).

    3.2 Normas portuguesas e critrios LNEC

    A Comisso Tcnica de Normalizao Portuguesa, CT28 - Acstica e Vibraes, na SC5 -Vibraes, pretende actualizar as NPs, publicando, em breve, para alm de uma norma devocabulrio, duas normas sobre danos nas construes e uma sobre sensibilidade humana.

    Para as vibraes impulsivas a norma portuguesa NP 2074 de 1983 (j revista, aguardando-se asua publicao) dispe o seguinte, quanto a danos nas edificaes:

    Quadro 1 - NP 2074 de 1983 - Valores Limite da Velocidade Mxima (em Mdulo) da Vibrao naBase da Edificao (|v|M , mm/s)

    |v|M \ tipo de solo

    tipo de construo\

    incoerentes soltos ecoerentes moles

    c < 1000 m/s

    incoerentes compac-tos e coerentes duros e

    mdios1000 < c < 2000 m/s

    coerentes rijos

    2000 m/s < c sensveis 1,75 - 2,5 3,5 - 5 7 - 10 correntes 3,5 - 5 7 - 10 14 - 20 de beto armado 10,5 - 15 21 - 30 42 - 60

  • - 4 -

    Notas: 1 - os primeiros valores valem para um nmero dirio de vibraes superior a trs, ossegundos para 3 ou menos vibraes dirias; 2 - a grandeza a medir o mdulo resultante damedio das trs componentes ortogonais da velocidade de vibrao.

    O critrio proposto na reviso da NP 2074, baseia-se, no no mximo do mdulo do vectorvelocidade, mas no maior do mximos das suas trs componentes.

    Quadro 2 - NP 2074 revista - Valores Limite do Valor da Maior Componente da Velocidade daVibrao na Base da Edificao (vi mx , mm/s)

    |v|M \ tipo de solo

    tipo de construo\

    incoerentes soltos ecoerentes moles

    f < 10 Hz

    incoerentes compac-tos e coerentes duros e

    mdios10 < f < 40 Hz

    coerentes rijos

    40 Hz < f sensveis 1,3 - 1,8 - 2,5 2,5 - 3,5 - 5 5 - 7 - 10 correntes 2,5 - 3,5 - 5 5 - 7 - 10 10 - 14 - 20 de beto armado 6,5 - 9 - 12,5 12,5 - 17,5 - 25 25 - 35 - 50

    Notas: 1 - os primeiros valores valem para um nmero total de vibraes superior a cem, os segundospara um nmero dirio de vibraes superior a trs, os terceiros valores valem para 3 ou menosvibraes dirias; 2 - a grandeza a medir a componente mais significativa da velocidade de vibrao;3 - f a frequncia predominante no espectro de velocidade.

    Para as vibraes continuadas, enquanto no houver normas portuguesas aplicveis, o LNECtem utilizado o seguinte critrio, quanto a incomodidade para os seres humanos, nas suashabitaes ou em locais de trabalho intelectual:

    Quadro 3 - Incomodidade: Valores Limite da Velocidade Eficaz da Vibrao no Local

    vef (mm/s) sensao

    vef < 0,11 nula0,11 < vef < 0,28 perceptvel, suportvel para pequena durao0,28 < vef < 1,10 ntida, incmoda, podendo afectar as condies de trabalho

    1,10 < vef muito ntida, muito incmoda, reduzindo as condies de trabalho

    Nota: Componente vertical, ou horizontal se esta for mais significativa

    Quanto a danos nas edificaes correntes (excluindo monumentos e edifcios sensveis), o LNECtem utilizado o seguinte critrio:

    Quadro 4 - Danos: Valores Limite da Velocidade Eficaz da Vibrao, no Local

    vef (mm/s) efeitos

    vef < 3,5 praticamente nulos3,5 < vef < 7 possibilidade de danos cosmticos em edifcios antigos7 < vef < 21 fendilhao ligeira nos revestimentos

    21 < vef < 42 fendilhao acentuada nos revestimentos e alvenarias42 < vef danos considerveis; possvel fendilhao da estrutura de beto armado

    Nota: Componente vertical ou horizontal se esta for mais significativa. Nas vibraes continuadas demaior intensidade o factor de crista, vM / vef , geralmente menor, e este critrio corresponde limitao de vM < 5 ou 10 mm/s , respectivamente para edifcios antigos ou recentes.

    Aguarda-se a publicao de uma nova Norma Portuguesa (na ausncia de norma europeia),elaborada na CT 28, cujo critrio ser o seguinte.

    Quadro 5 - Danos: Valores Limite da Velocidade Efectiva da Vibrao, no Local

    vefem mm/s

    durao inferior a 1 hora/dia durao superior a 1hora/dia

  • - 5 -

    construes sensveis (e1) 1 0,7construes correntes (e2) 2 1,8construes reforadas (e3) 5 5

    Notas: vef - valor da componente mais significativa; e1 - construes sensveis: monumentos e outrosedifcios histricos, hospitais, casas antigas em centros histricos, depsitos de gua e chamins emalvenaria, etc.. e2 - construes correntes, como edifcios de habitao em boa alvenaria, edifciosindustriais menos recentes, etc.. e3 - Construes reforadas, como edifcios com estrutura de betoarmado, edifcios industriais de construo recente, etc..

    O critrio LNEC de incomodidade, no que respeita s vibraes perceptveis, simplificado e menospermissivo, relativamente a verses mais antigas, tem a vantagem da simplicidade, mas deve seraplicado em termos de ordem de grandeza: a durao da vibrao tambm um parmetroimportante, e a sensibilidade humana varia de pessoa para pessoa. O LNEC cruza geralmente ocritrio desta norma adiante referido com o seu (quadro 3). Em termos de normalizaoportuguesa, e na ausncia de norma europeia, a tendncia ir no sentido da adopo dos critriosda ISO 2631.

    Para os equipamentos sensveis, os nveis de vibrao admissveis devem ser especificadospelos respectivos fabricantes.

    Quanto a rudo estrutural o LNEC tem utilizado o seguinte critrio, que assegurar geralmente ano emisso pelo elemento vibrante, piso, tecto ou parede, de rudo superior a 40 dB(A): valoreficaz da componente da vibrao perpendicular ao elemento vibrante acima dos 63 Hz, e nasbandas audveis:

    vef(f 63 Hz) < 0,03 mm/s (10).

    3.3 Normas internacionais

    As normas consultadas pelo LNEC so: Norma DIN 4150 , Vibrao estrutural em edifcios, parte1 (1975) ..., parte 2, efeito nos seres humanos, parte 3 (1986), efeitos nas estruturas; NormaSuia SN 640312, Efeito das vibraes nas construes (1979); Normas Britnicas BS 6472(1992), ... exposio humana a vibraes nos edifcios (1 a 80 Hz); BS 7385 - 2 (1993) ...vibraes em edifcios - ... avaliao de danos oriundos de vibraes nas fundaes; Norma ISO2631, ... exposio humana vibrao de todo o corpo, parte 1 (1985), ..., parte 2, (1989),vibrao continuada e impulsiva em edifcios.

    Nas DIN 4150 e BS 6472, a sensibilidade humana avaliada por funes complexas: a"intensidade de percepo" emprica, designada por KB, (no intervalo de frequncias de 1 a 80 Hzonde v , a , so as amplitudes da velocidade e acelerao, em mm / s e mm / s2 ,considerada a vibrao aproximadamente sinusoidal, de freq. f , em Hz),

    KB = (0,4 / p) v (f / (1 + 0,032 f2)1/2) = (0,2 / p2) a (1 / (1 + 0,032 f2)1/2) (13)cujos valores admissveis variam de 0,1 para residncias, de noite, at 0,6 , para edifciosindustriais, para vibrao continuada ou muito repetida; para vibraes pouco frequentes e de dia,os valores vo de 4 a 12, nos mesmos locais; e a "dose de vibrao" VDV (para vibraesimpulsivas e intermitentes)

    VDV = [ 0T a4(t) dt]1/4 (14)

    (em m / s1,75 , onde a(t) a acelerao, em m / s2 e T a durao da vibrao, em s ), cujosvalores admissveis (limite de incomodidade) computados para um dia, em edifcios de habitao,variam de 0,4 a 0,8 para o perodo diurno (16 h) e de 0,26 para o nocturno (8h).Na BS 6472, para vibraes transversais ao corpo humano, os valores admissveis de velocidade,constantes dos 2 aos 80 Hz , variam entre 0,4 e 3,2 mm / s , para as vibraes continuadas,e entre 0,4 e 51,2 mm / s , para as impulsivas, at 3 ocorrncias. Para vibraes na direcolongitudinal do corpo humano os correspondentes limites, dos 8 aos 80 Hz, so, 0,14 a 1,12mm / s , e 0,14 a 17,9 mm / s .

  • - 6 -

    A SN 640312, em valores mximos do mdulo do vector velocidade, medido nas paredes junto sfundaes, refere o limiar de sensibilidade humana como 0,1 < vM < 0,4 mm / s.

    A ISO 2631 (cuja parte 1 foi revista em 1997) aplica-se ao conforto humano. A figura 2 mostra acurva base, que multiplicada pelos factores do quadro 5, d o limite admissvel do espectro desvalores eficazes da vibrao decomposta nas bandas de 1/3 de 8..

    Figura 1 - ISO 2631-2: Curva base a aplicar quando a posio dos ocupantes humanos daconstruo varia, ou desconhecida

    Quadro 5 - ISO 2631-2 (1989): Factores Multiplicativos a Aplicar Curva Base

    Local Perodo Vibrao continuada ouintermitenteVibrao impulsiva,vrias ocorr.s/dia

    locais muito sensveis dia ou noite 1 1habitao dia 2 a 4 30 a 90habitao noite 1,4 1,4 a 20escritrio dia ou noite 4 60 a 128

    oficina dia ou noite 8 90 a 128

    Quanto a danos: a DIN 4150, parte 3, para vibraes de curta durao, estabelece limites para omximo valor (pico) de qualquer das trs componentes da velocidade, entre 3 a 50 mm/s,conforme os edifcios e as frequncias predominantes. Para vibraes continuadas, medidas nopiso superior, o limite de 5 mm / s ; a SN 640312 estabelece valores limite admissveis entre os3 e os 40 mm / s conforme o tipo de construo, o tipo de vibrao (impulsiva ou continuada) e asfrequncias predominantes; a BS 7385 considera que abaixo do valor de pico de 12,5 mm / spara qualquer das trs componentes da velocidade de vibrao, medida junto s fundaes, hpouca probabilidade da ocorrncia de danos, e os seus limites variam dos 15 aos 20 mm / s ,conforme o tipo de edifcio a es frequncias presentes.

    4 CASOS PRTICOS

    Os casos que se apresentam so geralmente casos de incomodidade para as pessoas, emborana sua maioria as mesmas pessoas associem s vibraes que sentem a existncia de fendasvisveis nos revestimentos. necessrio a publicao e publicitao das normas e regulamentosque consciencializem as pessoas dos nveis de sensibilidade para os humanos e dos nveis dedanos para as edificaes, estes muito superiores queles.Os critrios utilizados pelo LNEC tm mostrado boa concordncia com a realidade:

    1 - Vibraes em habitao, causadas por linha ferroviria subterrnea (metropolitano).O edifcio de estrutura de beto armado, com pouco amortecimento. A preocupao daadministrao da linha o eventual incmodo para os moradores e o modo como o reduzir.Os valores efectivos, global e para frequncias nas bandas dos 63 Hz e superiores, obtidos emapartamentos e garagem, durante a passagem de composies, foram ( f so as frequnciaspredominantes no espectro de velocidade):

  • - 7 -

    \ grandezaponto de med. \

    vefmm/s

    vef(f 63 Hz)mm/s

    fHz

    piso de sala, 3. G, comp. vertical 0,137 0,130 10 ; 50idem, de noite, comp. vert. 0,083 0,068 50 ; 63 ; 3,15

    base de parede, 3. G, comp. trans. 0,029 0,026 50 ; 10 ; 3,15base de parede, 3. G, comp. long. 0,022 0,019 50 ; 2 ; 2,5 ; 6,3

    piso de sala, 1. B, comp. vert. 0,051 0,035 80 ; 4 ; 10piso, cave, comp. vert. 0,100 0,078 63 ; 80 ; 3,15

    base de parede, cave, comp. trans. 0,057 0,046 63 ; 80 ; 5

    Figura 2 - Espectro da componente vertical da velocidade, eficaz, no piso da sala do 3. G

    Apenas um valor, vef = 0,137, no passou no critrio LNEC de incomodidade (vef < 0,11 mm/s);mas apenas dois valores, vef(f 63 Hz) = 0,019 e 0,026 passaram no critrio LNEC da noemisso de rudo estrutural (vef(f 63 Hz) < 0,03 mm/s). O valor mximo do espectro eficaz develocidade correspondente ao valor global vef = 0,137 foi vef (f = 50 Hz) = 0,100 mm/s, inferior aovalor 0,2 a 0,4 da ISO 2631. De facto, a passagem dos comboios ouvia-se, mas no se sentia.

    2 - Vibraes em hotel, causadas por linha ferroviria subterrnea (metropolitano).O edifcio de construo tradicional de alvenaria de pedra e madeira, reforado recentemente,principalmente junto s fundaes, com beto armado. A preocupao da administrao era oeventual incmodo dos hspedes.Os valores mximo (estimado) e efectivos da componente vertical da velocidade, global, mximodo espectro e para frequncias nas bandas dos 63 Hz e superiores, obtidos todos numa sala deestar durante a passagem de composies, foram ( f so as frequncias predominantes noespectro de velocidade):

    \ grandezaponto de med. \

    vefmm/s

    vMmm/s

    mx(vef(f))mm/s

    vef(f63 Hz)mm/s

    fHz

    piso, 12h30min 0,219 0,630 0,180 0,015 25 ; 31,5idem, referncia 0,010 0,058 0,004 0,004 10 ; 50 ; 25

    piso, 18h30min 0,183 0,535 0,140 0,014 25 ; 31,5piso, 01h00min 0,129 0,373 0,098 0,017 25 ; 31,5

    Nota - De noite os nmeros de carruagens por composio e de passageiros por carruagem somenores.

    Figura 3 - Espectro da componente vertical da velocidade, eficaz, no piso da sala de um hotel

  • - 8 -

    Neste caso, as vibraes foram sensveis ao tacto (quase imperceptvel a observada de noite),ficando englobadas como perceptveis no critrio LNEC; apenas a das 12h30 se pode considerarabrangida pela ISO 2631, cujo limite, de dia, de 0,2 a 0,4 mm/s. Quanto a rudo estrutural, apassagem dos comboios foi acusticamente imperceptvel, tendo satisfeito folgadamente a vef(f 63 Hz) < 0,03 mm/s .

    3 - Vibraes num edifcio industrial recente devidas ao funcionamento de uma centrifugadora.Durante o funcionamento de uma centrifugadora, com um cesto de 1,60 m de dimetro, montadano 5. piso, cuja rotao aumentava de 0 at 750 r.p.m. (12,5 Hz), o edifcio entrava emressonncia. A preocupao da administrao era a possibilidade de danos cosmticos e mesmoestruturais. O edifcio era seguro?

    Tendo-se realizado um ensaio com um saco de 10 kg a 0,80 m do eixo, o valor mximo dacomponente horizontal da acelerao foi de aM = 104 mm / s2 na frequncia de ressonncia def = 4,42 Hz , donde se estimou um valor mximo para a velocidade de vM = 3,76 mm/s e umvalor eficaz de vef 2,7 mm / s. O deslocamento mximo, dM 0,14 mm.

    Figura 4 - Registo da acelerao horizontal no 5. piso prximo da ressonncia

    A vibrao embora francamente sensvel e incmoda, no causou quaisquer danos visveis nosrevestimentos.Caso 4 - Vibraes em casas de habitao, causadas pela abertura de uma caverna em solorochoso, com explosivos.As habitaes situavam-se a cerca de 500 m do local das exploses. As queixas dos moradoresincidiam sobre a existncia de fendas nos revestimentos e no receio de danos estruturais.

    Tendo-se realizado medies em diversas habitaes, as vibraes, impulsivas, no foramsentidas pelo operador. Numa das medies observou-se que a onda de presso area fez oscilaraudivelmente uma porta-janela.

    A figura 5 mostra um dos grficos de uma componente horizontal da velocidade, obtido porintegrao da acelerao. Observam-se duas vibraes impulsivas, a primeira provavelmenteoriunda da onda propagada pelo solo e a segunda provavelmente da onda de presso area. Ovalor mximo (neste caso) foi de vM 0,06 mm / s .

    As fendas existentes nos revestimentos (argamassas) foram atribudas a retraco,provavelmente devida existncia de argila nas areias.

    Figura 5 - Registo de componente horizontal da velocidade numa habitao

    5 CONCLUSES

    hoje cada vez maior o nmero de queixas de vibraes ambientes, principalmente em edifcioscom pouco amortecimento, onde as vibraes sensveis e o rudo estrutural aparecem maisfacilmente. As vibraes sensveis so quase sempre responsabilizadas pelos moradores pelas

  • - 9 -

    fendas nos revestimentos de suas casas, geralmente sem razo (so em geral devidas aassentamentos diverenciais das fundaes ou a retraco das argamassas). Os critrios simplesusados pelo LNEC tm-se, na prtica, revelado correctos.

    Embora hoje em Portugal exista j da parte das empresas pblicas e do estado a conscincia danecessidade de prever o impacto de vias frreas (novas ou remodeladas) e de obras deconstruo, em particular quando recorrem a explosivos, na maioria dos casos os projectos deobras particulares dos edifcios ou das instalaes mecnicas, quando existem, ou a instalaodestas, no prevem, nem sequer tm em conta as vibraes que viro a ocorrer.

    assim necessrio:

    1) Consciencializar os cidados em geral e os promotores de obras para a necessidade de seremprevistas e monitorizadas as vibraes ambientes, dando-lhes a conhecer os valores admissveisquanto a incomodidade e danos nas edificaes.2) Promover o aperfeioamento e publicao das normas relativas a incomodidade e danos, bemcomo a publicao de regulamentao que exija a sua aplicao.3) Promover o desenvolvimento de equipamento de medio da vibraes, incluindo apossibilidade da transmisso das medies a distancia, econmico e de fcil manuseamento.

    REFERNCIAS

    1 - Bachmann, H. and Ammann, W - Vibrations in Structures, Induced by Man and Machines,1987, IABSE.

    2 - Patrcio, J. et al. - Ambiente em Edifcios Urbanos, Lisboa, LNEC, 2000.