APLICACIONES DE LAS VIBRACIONES Y OSCILACIONES EN LA INGENIERIA
Antes de hablar de las aplicaciones de las vibraciones y oscilaciones, es de vital importancia tener en cuenta tres conceptos y, sobre todo, tenerlos claros.
Oscilación amortiguada Si en el caso caso de una una osci oscila laci ción ón libr libre e nada nada pert pertur urba bara ra al sist sistem ema a en oscilación, éste seguiría vibrando indefinidamente. En la naturaleza existe lo ue se conoce como fuerza de fricción !o rozamiento", ue es el producto del choue de las partículas !moléculas" y la consecuente transformación de determinadas cantidades de energía en calor. Ello resta cada vez m#s energía al movimiento !el sistema oscilando", produciendo finalmente ue el movi movimi mien ento to se dete deteng nga. a. Esto Esto es lo ue ue se cono conoce ce como como osci oscila laci ción ón amortiguada.
Oscilación forada $as oscilaciones forzadas resultan de aplicar una fuerza periódica y de magnitud constante sobre un sistema oscilador.
R!sonancia Si, Si, en el caso caso de una una oscil oscilac ació ión n forza forzada da,, la frec frecuen uenci cia a del del gener generad ador or coincide con la frecuencia natural del resonador, se dice ue el sistema est# en resonancia.
APLICACI"N EN LA INGENIERIA El buen funcionamiento de la mauinaria es un fenómeno ue reuiere de una constante inspección, es decir, el mantenimiento predictivo% este &uega un papel importante en el crecimiento económico de una empresa, ya ue predecir una falla es sinónimo de programación de eventos ue permite a la empresa decidir el momento adecuado para detener la m#uina y darle el mantenimiento. $a mayoría de las m#uinas y estructuras experimentan vibraciones hasta cierto grado por lo ue su dise'o reuiere la consideración de este efecto din#mico debido a ue ocasiona un aumento en los esfuerzos y tensiones. $as vibraciones producidas por las mauinas ue nos rodean no solo producen molestias directas al traba&ador ue las mane&a, su propagación por las estructuras se transforma en ruido en los espacios próximos, con la consiguiente incomodidad para los traba&adores.
APLICACI"N EN LA INGENIERIA CIVIL $as oscilaciones, conocidas también como vibraciones, inducen cierta variedad de fuerza de tensión interna, ue pueden, en primer lugar, debilitar, los enlaces moleculares de materia, y eventualmente, llegar a romperlos. (ncluso los ob&etos construidos específicamente para vibrar, como las cuerdas de los instrumentos de cuerdas musicales para las ue est#n dise'ados. $os edificios y los puentes constituyen el blanco predilecto de los estudios de oscilaciones. El célebre puente de )acoma *arro+s es paradigma de los efectos potenciales producidos por las oscilaciones. *o fue directamente la presión de viento !como al hacer caer un #rbol" lo ue hizo a'icos puente, sino la oscilación resonante inducida por el viento. $os edificios, especialmente los de altura elevada, presentan frecuencias características ue los terremotos no tardan en identificar. $a mayor parte de los da'os causados por los terremotos se debe a oscilaciones resonantes, de forma ue los edificios construidos en zonas elevado riesgo sísmico, como en alifornia, se dise'an hoy día de forma ue la estructura sea flexible, permitiendo cierto movimiento, pero evitando la aparición de oscilaciones. $a existencia de oscilaciones inducidas se estableció hace m#s o menos -. a'os, cuando el e&ército romano instituyó la norma seg/n la cual las tropas debían romper filas al cruzar un puente, evitando la carencia periódica de su marcha. )ras haber construido muchos puentes, descubrieron ue el impacto sincronizado de cientos de pies podía romper un puente.
$as vibraciones de resonancia del edificio pueden acumularse hasta alcanzar un valor de amplitud lo suficientemente grande como para da'ar o destruir el edificio. Esto se pude evitar de dos formas0 dise'ar las estructuras de modo ue las frecuencias naturales del edificio estén fuera del rango de frecuencias de los terremotos !entre y 12 3z" por e&emplo, variando el tama'o o la masa de la estructura del edificio e incorporar una suficiente amortiguación al edificio. $os amortiguadores de estructuras estabilizan edificios de muchas plantas frente a movimientos violentos causados por oscilaciones armónicas. Esto no cambia la frecuencia natural, pero disminuye la respuesta a la resonancia, la amplitud de la vibración ser# relativamente peue'a para cualuier frecuencia dada. $as cargas din#micas !acompa'adas de cambios repentinos de intensidad y posición" producidas por el impacto de un cuerpo en movimiento pueden originar en la estructura o en parte de ella efectos vibratorios. Si la carga din#mica se repite en forma periódica, y su frecuencia coincide con el período de vibración del elemento, éste puede entrar en resonancia. $as cargas din#micas en edificios son producidas por0
Acción del viento Sismos 4#uinas 5ehículos Ascensores.
$os movimientos son distintos dependiendo el tipo de construcción% mientras una casa vibra, la torre en altura, oscila. 6es normal ue un edificio se mueva, tiene ue hacerlo. A mayor altura, mayor oscilación.7
