El mesurament de vibracions en edificis és una d’aquelles feines tècniques que moltes vegades es planteja tard: quan ja han aparegut esquerdes, quan els veïns porten setmanes notant tremolors, quan una obra propera comença a generar molèsties o quan una maquinària instal·lada a l’edifici transmet vibració a habitatges, oficines o locals veïns.
Tanmateix, mesurar a temps canvia completament l’enfocament del problema. No és el mateix actuar amb dades objectives que prendre decisions per intuïció. Quan realitzo o plantejo una avaluació d’aquest tipus, l’objectiu no és simplement “veure si vibra molt”, sinó explicar els mètodes de mesurament i la normativa aplicable per garantir la seguretat estructural i el confort dels ocupants.
Perquè una vibració pot ser perceptible i molesta sense que hi hagi dany estructural. També pot ser poc evident per a una persona i, tot i així, resultar rellevant per a una màquina sensible, un edifici antic, una fonamentació concreta o una estructura sotmesa a accions repetides. Per això la clau és mesurar bé, interpretar correctament i decidir si cal intervenir.
Què entenem per vibracions en edificis
Una vibració és un moviment oscil·latori que es transmet a través del terreny, de l’estructura o de determinats elements constructius. En edificis, pot aparèixer per fonts exteriors, com trànsit pesant, trens, obres, demolicions, perforacions, compactacions o maquinària de construcció; i també per fonts interiors, com sales tècniques, ascensors, climatització, bombes, grups electrògens o maquinària industrial.
Les vibracions poden transmetre’s pel terra fins a la fonamentació, propagar-se per pilars, forjats i murs, i finalment percebre’s a l’interior com a moviment, soroll estructural o molèstia. Aquesta transmissió per via sòlida és especialment important perquè no sempre es resol amb solucions acústiques convencionals: a vegades el problema no és a l’aire, sinó a l’estructura.
A la pràctica, un mesurament de vibracions en edificis ha de valorar tres qüestions alhora: la font que genera la vibració, el camí pel qual es transmet i el receptor que la pateix. Aquest receptor pot ser una persona, un habitatge, un edifici històric, una estructura sensible, un laboratori, una màquina de precisió o una activitat que necessita condicions estables.
Quan convé mesurar vibracions en un edifici
Hi ha situacions en què el mesurament no s’hauria de deixar per al final. La primera és la presència d’obres properes. Demolicions, pilotatges, excavacions, perforacions, compactacions, tauleres o treballs amb maquinària pesant poden generar vibracions que es transmeten a l’entorn. En aquests casos, mesurar abans i durant l’obra permet diferenciar les condicions prèvies dels efectes realment associats als treballs.
També convé mesurar quan hi ha queixes per vibracions perceptibles: terres que tremolen, llits que es mouen, vidres que vibren, sensació de pas de vehicles, brunzits estructurals o molèsties repetides en horaris concrets. En aquests casos, la percepció humana és important, però s’ha de complementar amb dades.
Una altra situació habitual és l’aparició de fissures, esquerdes o despreniments en un edifici proper a una font vibratòria. No totes les esquerdes són causades per vibracions, i no totes les vibracions generen esquerdes, però un mesurament permet aportar informació tècnica per valorar si hi ha relació temporal, intensitat suficient o necessitat de seguiment.
També es recomana mesurar en edificis propers a infraestructures viàries, ferroviàries o industrials, especialment si hi ha trànsit pesant, trens, tramvies, instal·lacions amb equips rotatius o activitats que treballen de forma repetitiva. La normativa espanyola preveu l’avaluació de vibracions a l’interior d’edificis mitjançant l’índex Law per valorar molèsties i nivells màxims durant el període d’avaluació.
I, és clar, cal mesurar quan s’instal·len o modifiquen màquines dins del mateix edifici: climatitzadores, bombes, refredadores, extractors, compressors, equips de gimnàs, maquinària de bugaderia o instal·lacions industrials. Una màquina mal sostinguda, sense aïllament antivibratori adequat o connectada rígidament a l’estructura pot transmetre vibració a plantes superiors, habitatges veïns o espais sensibles.
Mesurar per seguretat estructural i mesurar per confort no és el mateix
Un dels errors més freqüents és barrejar dues preguntes diferents: “pot malmetre l’edifici?” i “molesta les persones?”. Totes dues són importants, però no s’avaluen exactament igual.
Quan parlem de seguretat estructural, ens interessa saber si els nivells de vibració poden afectar elements constructius, provocar fissures, accelerar danys existents o comprometre la integritat d’una estructura. Aquí solen tenir especial importància la velocitat de vibració, la freqüència, la durada de l’esdeveniment i la repetició en el temps.
Quan parlem de confort dels ocupants, la referència canvia. Una vibració pot estar molt per sota de nivells associats a dany i, tot i així, resultar molesta. El cos humà és sensible a determinades freqüències i a vibracions repetitives, especialment en entorns residencials, sanitaris, educatius, culturals o de descans.
Per això, en plantejar un mesurament, no n’hi ha prou de col·locar un sensor i obtenir un número. Cal definir què es vol avaluar: dany estructural, molèstia, compliment normatiu, control d’obra, reclamació, disseny preventiu o diagnòstic d’una instal·lació. Només així s’escullen bé els paràmetres, la instrumentació i els punts de mesura.
Quins paràmetres es mesuren en una avaluació de vibracions
En un mesurament de vibracions en edificis es poden analitzar diversos paràmetres: acceleració, velocitat, desplaçament, freqüència, durada, direcció dominant, valors màxims, valors eficaços i evolució temporal.
L’ acceleració és especialment rellevant quan s’avalua l’exposició humana a vibracions i el confort dels ocupants. En el Reial Decret 1367/2007, l’avaluació de l’índex Law es basa en el valor eficaç màxim de l’acceleració ponderada en freqüència, amb referència a la metodologia d’ISO 2631-2.
La velocitat de vibració s’utilitza amb freqüència per valorar efectes sobre estructures. Es pot expressar en mm/s i analitzar-se com a velocitat màxima, velocitat RMS o velocitat eficaç segons l’enfocament tècnic i la norma emprada. En projectes d’obra, construcció i avaluació estructural, la velocitat sol ser un dels indicadors principals perquè relaciona bé la intensitat de la vibració amb el possible efecte sobre elements constructius.
El desplaçament pot ser rellevant en moviments de baixa freqüència o deformacions lentes, tot i que no sempre és el paràmetre principal en mesuraments habituals de vibració ambiental o d’obra.
La freqüència és fonamental. Dues vibracions amb la mateixa amplitud poden tenir efectes molt diferents si es produeixen a freqüències diferents. A més, la freqüència ajuda a identificar la font: trànsit, maquinària rotativa, impactes, trens, equips de climatització o treballs de construcció.
Finalment, la durada i repetició dels esdeveniments no s’ha d’infravalorar. Un pic aïllat pot ser menys preocupant que una vibració moderada repetida durant hores, dies o setmanes. Per això, en interpretar els resultats, no convé mirar només el valor màxim: cal analitzar el context.
Instrumentació per mesurar vibracions en edificis
La instrumentació s’ha de seleccionar segons l’objectiu del mesurament. En edificis s’utilitzen principalment acceleròmetres, geòfons, analitzadors de vibració, enregistradors de dades i sistemes de monitoratge continu.
Els acceleròmetres permeten mesurar acceleració en un, dos o tres eixos. Són adequats per registrar vibracions estructurals, avaluar confort i analitzar components dinàmiques en diferents direccions. En estudis de vibració interior, el mesurament triaxial sol ser especialment útil quan no es coneix la direcció dominant.
Els geòfons s’utilitzen habitualment per mesurar vibracions del terreny o d’edificis, especialment en obres, demolicions, trànsit, ferrocarril o activitats amb propagació pel terra. Són molt utilitzats en monitoratge perquè permeten registrar esdeveniments i comparar-los amb llindars.
Els dataloggers i sistemes de monitoratge permeten registrar durant períodes prolongats. Això resulta molt útil quan la font no és constant, quan les molèsties apareixen a determinades hores o quan una obra canvia de fase. Les plataformes de monitoratge continu poden generar alertes en superar llindars predefinits, la qual cosa ajuda a actuar de forma immediata.
A Espanya, quan el mesurament es realitza per a avaluació normativa de vibracions, els instruments han de complir requisits tècnics específics. El Reial Decret 1367/2007 indica que en avaluació de vibracions per mesurament s’han d’emprar instruments conformes a UNE-EN ISO 8041:2006.
Per això, en un mesurament seriós no n’hi ha prou d’utilitzar una aplicació mòbil o un dispositiu genèric. Pot servir per a una orientació inicial, però no per emetre un informe tècnic defensable, comparable i útil per prendre decisions.
Com es col·loquen els punts de mesurament
La ubicació dels sensors és una de les parts més importants de la feina. Una mala col·locació pot subestimar el problema, exagerar-lo o fer que les dades no siguin representatives.
En avaluacions estructurals, els sensors solen col·locar-se en elements rígids de l’estructura, punts representatius de transmissió o zones properes a la font. En mesuraments d’edificis es pot registrar en tres direccions ortogonals: dues horitzontals i una vertical. Svantek destaca que els punts han de determinar les tres direccions de mesura i que els transductors s’han de fixar directament a l’estructura en nodes rígids.
En avaluacions de confort interior, el punt de mesura s’ha de situar on es percep la molèstia o on s’espera el major nivell de vibració. El Reial Decret 1367/2007 indica que, prèviament al mesurament, cal identificar possibles focus, direccions dominants i característiques temporals; i que els mesuraments es realitzin al lloc i moment de major molèstia, en la direcció dominant si n’hi ha.
En obres, pot ser recomanable col·locar sensors a l’edifici receptor, al terreny entre la font i l’estructura, o en zones sensibles com fonamentacions, murs de càrrega, façanes, mitgeres o edificis patrimonials. En projectes amb risc, el mesurament de referència abans de començar l’obra és una bona pràctica perquè permet comparar la situació prèvia amb els esdeveniments posteriors.
Mesurament puntual o monitoratge continu
No tots els casos necessiten el mateix tipus de campanya de mesura. A vegades n’hi ha prou amb un mesurament puntual ben planificat; altres vegades és imprescindible monitorar durant dies, setmanes o mesos.
Un mesurament puntual és adequat quan es vol avaluar una activitat concreta, comprovar una màquina en funcionament, analitzar una molèstia reproduïble o realitzar una inspecció tècnica en un moment determinat. També pot ser útil després d’un incident, sempre que la font es pugui reproduir o es pugui analitzar el context.
El monitoratge continu és preferible quan les vibracions són variables, quan depenen del trànsit, quan una obra canvia de fases, quan hi ha edificis sensibles o quan interessa registrar tots els esdeveniments rellevants. El monitoratge continu permet detectar pics, analitzar tendències i verificar el compliment durant tot el període de risc.
A la pràctica, moltes vegades convé combinar totes dues estratègies: una campanya inicial per caracteritzar la font i un monitoratge posterior si es detecta risc, incertesa o necessitat de control.
Normativa aplicable en mesurament de vibracions
La normativa aplicable depèn de l’objectiu del mesurament i del tipus de receptor. No s’aplica el mateix per avaluar molèsties en un habitatge que per valorar possibles danys en una estructura per una obra propera.
A Espanya, per a vibracions a l’interior d’edificis des de la perspectiva de contaminació acústica, el marc principal és el Reial Decret 1367/2007, que desenvolupa la Llei 37/2003 del Soroll. Aquest reial decret defineix l’índex Law per avaluar la molèstia i els nivells màxims de vibració a l’espai interior d’edificis.
Per al confort humà, apareix la referència a ISO 2631-2, vinculada a l’exposició humana a vibracions en edificis i a la ponderació en freqüència. La pròpia ISO descriu aquesta norma com a relativa a l’exposició humana a vibració de cos sencer en edificis respecte al confort i la molèstia dels ocupants.
Per a efectes sobre estructures, s’utilitzen referències tècniques com ISO 4866, DIN 4150-3 o BS 7385, segons el cas, el país, el contracte, el criteri tècnic o les exigències del projecte. ISO 4866 estableix principis per mesurar i processar dades amb la finalitat d’avaluar efectes de vibracions sobre estructures.
DIN 4150-3 s’utilitza habitualment per valorar efectes de vibracions en estructures, mentre que BS 7385 també es cita com a referència per avaluar efectes sobre edificis. Micromega Dynamics resumeix bé aquesta diferència: ISO 4866 actua principalment com a norma metodològica, mentre que criteris d’acceptació o límits relacionats amb danys es troben en normes nacionals o guies específiques com DIN 4150-3.
Per això, abans de mesurar cal respondre a una pregunta bàsica: la mesura es realitza per confort, per seguretat estructural, per control d’obra, per compliment administratiu, per una reclamació o per disseny preventiu? Aquesta resposta defineix la norma i el mètode.
Com es realitza un mesurament pas a pas
El primer pas és la visita tècnica o anàlisi previ. Aquí s’identifiquen les fonts possibles: trànsit, obra, maquinària, activitat industrial, instal·lacions de l’edifici, trens, equips de climatització o qualsevol altre focus. També es revisen horaris, queixes, tipus d’edifici, estat aparent, sensibilitat de l’ús i possibles recorreguts de transmissió.
El segon pas és definir l’ objectiu del mesurament. No és el mateix avaluar una molèstia nocturna en un habitatge que controlar vibracions per demolició al costat d’un edifici històric. En un cas pot interessar especialment l’índex Law i l’acceleració ponderada; en un altre, la velocitat de vibració, la freqüència dominant i el seguiment d’esdeveniments.
El tercer pas és seleccionar la instrumentació: acceleròmetres, geòfons, analitzadors, enregistradors, sensors triaxials o sistemes de monitoratge continu. També es defineix la freqüència de mostreig, els rangs de mesura, els filtres, la durada de la campanya i la necessitat de calibratge o verificació.
El quart pas és col·locar els punts de mesurament. Han de ser representatius, estar correctament fixats i respondre al problema real. En mesuraments interiors, el punt s’ha de situar on la molèstia sigui major. En mesuraments estructurals, es busquen elements rígids, zones sensibles o recorreguts de transmissió.
El cinquè pas és registrar les dades en condicions controlades. Si la font és una màquina, es mesuren diferents règims de funcionament. Si és trànsit, se seleccionen períodes representatius. Si és una obra, s’associen els esdeveniments mesurats a activitats concretes: demolició, compactació, perforació, pilotatge, moviment de maquinària o càrrega i descàrrega.
El sisè pas és el tractament de dades. Aquí es calculen paràmetres com acceleració RMS, velocitat RMS, valors màxims, espectres per freqüència, evolució temporal, contingut dominant i esdeveniments significatius. En alguns casos s’elaboren vibrogrames, que permeten veure com varia la vibració en el temps.
El setè pas és la interpretació tècnica. És la part més important. El valor mesurat es compara amb la normativa o criteri aplicable, però també s’analitza el context: tipus d’edifici, estat previ, durada, repetició, freqüència, sensibilitat del receptor i relació amb la font.
L’últim pas és emetre un informe de vibracions clar i útil. Un bon informe ha d’explicar l’objectiu, la normativa aplicada, la instrumentació, la ubicació dels punts, les condicions de mesura, els resultats, els gràfics, la interpretació i, si escau, les recomanacions d’intervenció.
Què ha d’incloure un informe tècnic de vibracions
Un informe de mesurament de vibracions no s’hauria de limitar a una taula de valors. Ha de permetre entendre què s’ha mesurat, per què s’ha mesurat així i què signifiquen els resultats.
Com a mínim, hauria d’incloure:
- Objectiu del mesurament.
- Descripció de l’edifici o receptor.
- Identificació de la font o fonts de vibració.
- Normativa o criteri tècnic aplicat.
- Instrumentació utilitzada.
- Calibratge o verificació de la cadena de mesura.
- Ubicació de punts de mesurament.
- Direcció de mesura.
- Durada de la campanya.
- Condicions de funcionament de la font.
- Paràmetres analitzats: acceleració, velocitat, RMS, valors màxims, freqüència, durada.
- Gràfics temporals o vibrogrames.
- Anàlisi espectral quan sigui necessari.
- Comparació amb valors de referència.
- Interpretació tècnica.
- Recomanacions d’actuació.
Aquesta part és clau perquè un mesurament sense informe interpretat aporta poc. El que realment ajuda el client, el promotor, el tècnic o l’administració és saber si els nivells són acceptables, si hi ha risc, si cal repetir mesures, si convé monitorar o si s’han d’aplicar mesures correctores.
Situacions que requereixen intervenció
No totes les vibracions requereixen actuar de la mateixa forma. Hi ha casos en què n’hi ha prou amb documentar, fer seguiment o informar els ocupants. Però hi ha altres situacions que requereixen intervenció.
El primer senyal d’alerta és la superació de límits o llindars aplicables segons la norma, el contracte o el criteri tècnic definit. Si un mesurament supera el valor de referència establert, no n’hi ha prou amb registrar-lo: cal estudiar la causa i proposar mesures.
També requereix intervenció l’existència de vibracions repetitives associades a una font identificable, tot i que cada esdeveniment individual no sembli extrem. La repetició pot generar molèsties, conflictes, reclamacions o evolució de patologies existents.
Una altra situació important és la presència d’ edificis vulnerables: construccions antigues, patrimoni, estructures amb fissures prèvies, edificis amb fonamentacions sensibles o immobles que ja presenten patologies. En aquests casos, el marge de prudència ha de ser més gran.
També cal intervenir quan la vibració afecta el confort dels ocupants de forma continuada. En habitatges, hotels, hospitals, col·legis, oficines o espais de descans, una vibració persistent pot deteriorar l’habitabilitat encara que no hi hagi dany estructural.
En instal·lacions tècniques, pot ser necessari actuar quan les vibracions afecten màquines sensibles, laboratoris, equips mèdics, sales d’enregistrament, estudis, auditoris o processos industrials que necessiten estabilitat.
Per això, en descriure instrumentació, paràmetres com velocitat RMS i situacions que requereixen intervenció, no estem parlant d’un formalisme tècnic. Estem parlant de convertir una molèstia o un risc difús en una decisió concreta: seguir, corregir, aïllar, modificar, aturar, reforçar o monitorar.
Quines solucions es poden aplicar si els nivells no són acceptables
La solució depèn de la font i del camí de transmissió. En maquinària interior, pot ser necessari instal·lar suports antivibratoris, bancades inercials, juntes flexibles, desacoblaments en canonades, suports elàstics o correccions d’equilibrat i manteniment.
En equips de climatització, bombes o extractors, moltes vegades el problema no és només a la màquina, sinó en com està connectada a l’estructura. Una connexió rígida pot transmetre vibració a forjats, parets o conductes.
En obres, les solucions solen passar per modificar el mètode constructiu, reduir l’energia d’impacte, canviar horaris, augmentar distàncies, controlar seqüències de treball, limitar velocitats de maquinària, utilitzar tècniques menys agressives o implantar monitoratge amb alarmes.
En edificis existents, pot ser necessari realitzar un diagnòstic més ampli si hi ha fissures, desplaçaments, deformacions o patologies prèvies. En aquest cas, el mesurament de vibracions pot formar part d’una avaluació estructural més gran.
En projectes nous, mesurar o preveure les vibracions des del disseny ajuda a evitar problemes posteriors. Això és especialment important a prop de vies ferroviàries, carreteres amb trànsit pesant, zones industrials, sales tècniques o espais sensibles.
Errors habituals en mesurar vibracions
Un dels errors més freqüents és mesurar durant massa poc temps. Si la font és variable, un mesurament breu pot no captar l’esdeveniment crític. Per això, abans de decidir la durada, cal conèixer el comportament de la font.
Un altre error és mesurar en un punt còmode, però no representatiu. El sensor s’ha de col·locar on el problema es manifesta o on tècnicament tingui sentit mesurar, no simplement on sigui més fàcil recolzar l’equip.
També és habitual interpretar les dades sense separar vibració de fons i vibració de la font avaluada. El Reial Decret 1367/2007 preveu la correcció per vibració de fons quan s’avalua un emissor acústic concret.
Un altre error important és utilitzar un paràmetre inadequat. Per al confort humà, pot interessar l’acceleració ponderada; per a estructures, la velocitat i la freqüència poden ser més rellevants; per a moviments lents, pot entrar en joc el desplaçament. El paràmetre ha de respondre a la pregunta tècnica.
I, finalment, és un error pensar que “si es nota, és perillós” o que “si no es nota, no importa”. La percepció humana i el risc estructural no sempre coincideixen. El mesurament serveix precisament per diferenciar sensació, molèstia, compliment i risc.
Per què mesurar abans que hi hagi conflicte
Mesurar vibracions en edificis no només té valor tècnic. També té valor preventiu, documental i comunicatiu. En una obra urbana, per exemple, una campanya prèvia permet demostrar l’estat inicial i registrar les condicions de partida. Durant l’obra, el monitoratge permet actuar si apareixen esdeveniments anòmals. Després, les dades ajuden a resoldre dubtes o reclamacions.
En una comunitat de propietaris, un mesurament pot identificar si la font és una instal·lació del propi edifici, una activitat veïna o una infraestructura exterior. Això evita discussions basades únicament en percepcions.
En una activitat industrial o comercial, mesurar permet comprovar si una màquina compleix, si necessita aïllament o si està transmetent vibració a tercers. I en espais sensibles, permet dissenyar solucions abans que el problema sigui costós.
A Macústica treballem precisament des d’aquesta lògica: controlar l’acústica, el soroll i les vibracions mitjançant assajos, mesuraments i simulacions acústiques, amb una visió tècnica però orientada a resoldre problemes reals. Macústica Enginyeria es defineix com una companyia dedicada al control de l’acústica, el soroll i les vibracions mitjançant assajos i simulacions acústiques.
Mesurar bé és decidir millor
El mesurament de vibracions en edificis s’ha de fer quan hi ha una font potencial, una molèstia, una obra propera, una instal·lació problemàtica, una estructura sensible o una necessitat de justificar tècnicament una decisió. I s’ha de fer amb metodologia, instrumentació adequada, normativa aplicable i una interpretació clara.
L’objectiu final no és omplir un informe de dades, sinó saber què està passant. Saber si la vibració afecta el confort dels ocupants. Saber si pot comprometre la seguretat estructural. Saber si una obra ha de modificar el seu mètode. Saber si una màquina necessita aïllament. Saber si una queixa té base objectiva. Saber si convé monitorar.
Quan es mesura correctament, les vibracions deixen de ser una sensació difícil d’explicar i es converteixen en informació tècnica útil. I aquesta informació permet actuar amb criteri, prevenir danys, reduir molèsties i prendre decisions defensables.
Per això, davant vibracions perceptibles, obres properes, maquinària que transmet moviment o edificis sensibles, el recomanable no és esperar que el problema creixi. El recomanable és mesurar, interpretar i actuar abans que la vibració es converteixi en conflicte.
