Criterios de diseño para cimentación de maquinaria

Abstract

Las cimentaciones de maquinaria forman una parte importante y compleja de la actuación de la ingeniería civil, sobre todo considerando que para un buen diseño se deberá de realizar análisis dinámico, el que lleva implícito conocer las características dinámicas del suelo. Desafortunadamente, en el pasado, el diseño ha estado basado más en planteamientos empíricos y recetas, resultado de la experiencia de los diseñadores, que en procedimientos analíticos. Con el avance de los conocimientos y el tratamiento dinámico de las estructuras se han llegado a establecer criterios de diseño para diferentes grupos de maquinas, considerando las características particulares de cada una de ellas, estableciéndose entonces métodos de diseño que involucran las fuerzas desbalanceadas actuantes en la maquinaria y al mismo tiempo las características del suelo de desplante. Los modelos matemáticos planteados, son del tipo masa-resorte y masa-resorte-amortiguamiento del suelo. En esta tesis se tratan de mostrar las diferentes metodologías que se usan en la actualidad; a manera de contar con un solo documento que involucre las características que deben tomarse en cuenta en el diseño de este tipo de estructuras, con la intención de conocer de manera más clara los problemas que involucra la operación inadecuada de la maquinaria, tales como vibraciones perjudiciales a la estructura y problemas de rendimiento en el personal que las opera, además de acarrear gastos de mantenimiento que pudieron minimizarse con un buen diseño. Se espera que este trabajo sirva para efectuar análisis más eficientes. También se trata en este trabajo de efectuar una comparación entre los resultados de la vibración trasmitida al terreno de desplante por una máquina de impacto modelada analíticamente por medio del método del elemento finito y las mediciones obtenidas en campo con un acelerógrafo, esto con objeto de verificar que en el diseño de la cimentación se debe de contemplar el nivel de perturbaciones (aceleración, velocidad y desplazamiento), que induce la operación del equipo, teniendo implícitas las características de masa y geometría de la cimentación y las características del suelo de desplante. Ligado a lo anterior, es importante mencionar que se detalla en la parte final de este trabajo, un área no muy explorada en este tipo de problemas y consiste en una metodología a usar para determinar las características de aceleración, velocidad y desplazamiento del terreno circundante de un equipo vibratorio, para esto, se utilizó un acelerógrafo Etna, propiedad de la Universidad Autónoma de Aguascalientes.