Transmisibilidad de Losas Aisladas de Vibraciones y Sometidas a Trenes de Ondas Armónicas

La instalacion de equipos sensibles a las vibraciones en plantas industriales requiere a menudo del diseno de un sistema de aislamiento de la inmision, que permita cumplir con las especificaciones de los fabricantes en cuanto al nivel de vibraciones maximo tolerado. Los disenos cubren una amplia gama que va desde los bloques inerciales rigidos, apoyados sobre medios elasticos, a las losas flotantes que abarcan superficies de gran tamano. Cuando la cantidad de equipos a aislar es grande se opta generalmente por una sala provista de un piso sobre fundacion elastica o losa flotante. A la mayor flexibilidad de layout que provee esta alternativa, se suman las ventajas tecnicas de construir una losa de grandes dimensiones y masa, lo que beneficia la estabilidad del sistema. El medio elastico consiste generalmente en una manta continua de elastomero o bloques discretos de menor tamano, construidos del mismo material, o mediante resortes y amortiguadores viscosos. Con frecuencia son utilizados modelos simplificados de un grado de libertad para el diseno de losas flexibles y algunas conclusiones son extrapoladas desde estos modelos en cuanto a la eficiencia del aislamiento y la transmisibilidad fundacion-losa. Como consecuencia se desprecia la influencia de la flexibilidad flexional de las losas y la contribucion a la respuesta de los modos flexionales. La excitacion de base rigida es, por otro lado, una simplificacion frente a la excitacion real consistente en trenes de ondas propagadas por la superficie de base donde apoyan los aisladores. Estas hipotesis resultan algo groseras en casos reales de cierta envergadura. En el presente trabajo se investiga la respuesta dinamica de losas aisladas de vibraciones montadas sobre fundaciones viscoelasticas y excitadas desde la base por ondas superficiales propagadas en el semiespacio homogeneo de suelo, teniendo ademas en cuenta la flexibilidad flexional de las losas. Asumiendo que las fuentes perturbadoras se encuentran a una distancia relativamente grande se considera como excitacion a ondas viajeras superficiales con un frente de onda plano. La efectividad del aislamiento se cuantifica a partir de la respuesta dinamica maxima de la losa calculada en el dominio de la frecuencia para una excitacion con ancho de banda dentro del rango de interes de los equipamientos comerciales tipicos. En primera instancia, se estudia un tren de ondas que se propaga en una direccion coincidente con un lateral de losa –supuesta rectangular–, por lo que el modelo puede reducirse a una viga sobre fundacion elastica con desplazamiento impuesto desde la base. En esta etapa, se identifican los parametros generales que gobiernan la respuesta del sistema y se analiza su influencia sobre la transmisibilidad. A continuacion se considera un angulo generico de incidencia del frente de onda y se estudia el acoplamiento de los modos flexionales de la losa en ambas direcciones. Se discute ademas la influencia de algunas singularidades geometricas en la topografia del terreno de apoyo de la losa. Datos experimentales, provenientes de mediciones llevadas a cabo sobre la losa flotante de la sala de metrologia de una planta automotriz, permiten comparar las predicciones de la respuesta de los modelos utilizados y validar las hipotesis utilizadas. Finalmente, y como conclusiones del trabajo se destacan recomendaciones de diseno que surgen del analisis realizado.