Soluciones antivibraciones
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Sistemas Antivibraciones
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Sistemas Antivibraciones
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Vibraciones en los CPDs
Las vibraciones en los CPDs pueden ser producidas por obras cercanas, tráfico rodado, vías férreas o incluso los propios equipos de refrigeración y
los otros equipos enracados en el mismo CPD que introducen ruido
vibraciones en la sala.
A todo lo anterior hay
que añadir la que añadir la
Peligrosidad Sísmica,
tal como se puede
apreciar en el siguiente
mapa de Peligrosidad
Sísmica.
Efectos de las vibraciones en las unidades de disco
Los siguientes datos indican que las aceleraciones máximas superiores a
0,5 g (1 g = 10 m/s2) en las unidades estarían sujetos a fuerzas que podrían
causar un daño permanente y pérdida de datos legibles.
Las fuerzas de baja frecuencia generadas por las ondas sísmicas son generalmente más destructivas que las vibraciones de frecuencia más altas debido a sus períodos más largos generados con amplitudes más
grandes.
Efectos de las vibraciones en las unidades de disco
Según los distintos fabricantes, las unidades de discos tienen un límite incluso inferior que los servidores, ver por ejemplo los valores de la Unidad
de Discos HITACHI 9900 (antes SUN 9900) que indican su límite en 0,49 m/s2,
teniendo en cuenta que en operación normal se tiene un valor del orden de
0,10m/s2.
Efectos de las vibraciones en las unidades de disco
Estudio de latencia en
unidades de disco SUN
como efecto producido
tras sufrir vibraciones dentro del rango aceptado por el fabricante, lo cual se fabricante, lo cual se
traduce en pérdida de tiempo mientras los
discos están buscando
su posición. Algunos estudios hablan de hasta horas perdidas en copias de 1-10-50 TB.
Frecuencia natural del sistema y soluciones antivibratorias
Las vibraciones hacen que el sistema oscile en una frecuencia vibratoria propia (el tiempo de cada oscilación, o periodo, corresponde con la
inversa de la frecuencia propia). Si el periodo (o frecuencia) de la
estructura coincide con el del edificio o terreno donde se apoya, se produce
el fenómeno llamado “resonancia” en el cual los efectos de las vibraciones
van incrementándose, ampliando cada vez las oscilaciones se vuelven cada más amplias por la acumulación de energía cinética en el interior de cada más amplias por la acumulación de energía cinética en el interior de
la masa oscilante.
Diseñar un correcto sistema de protección antivibraciones consiste en
determinar los pesos mínimos y máximos del sistema para conociendo su
masa diseñar los elementos que absorberán esas vibraciones teniendo en
cuenta la frecuencia de resonancia de estos mismos elementos.
En función de las características de la sala se podrán elegir sistemas de
protección tales como muelles individuales (1), bancadas metálicas (2) o
losas de hormigón (3), bien sean antivibratorios o sísmicos.
1. Suspensiones Individuales
Una de las soluciones propuestas para
la protección antivibraciones están
basadas en sistemas de muelles con
o sin bancada tarados para el peso
máximo del rack, lo que representa
un problema de eficacia para rackscon media densidad de carga.con media densidad de carga.
1. Suspensiones Individuales
Los muelles instalados tienen una
Frecuencia Propia de 4,5 Hz a
plena carga.
4 Muelles individuales por rack de
1,98 KN=202 Kg, total sobre 800 Kg.
1. Suspensiones Individuales
La gráfica muestra el efecto de un sistema de protección con muelles instalados
individualmente en cada rack. En rojo las vibraciones observadas en el suelo(boden en alemán) producidas por unas obras de construcción anexas al CPD y
en azul la señal que llega a los racks filtrada, ésta tiene un valor de 0,10 m/s2.
2. Bancada Antivibraciones
La Bancada Metálica antivibraciones, es un aislamiento de baja frecuencia de resonancia con elementos contenedores y aisladores integrados en la propia bancada, con un importante grado de aislamiento de las vibraciones.
Este tipo de suspensión es el más adecuado para un caso como este en el cual
no disponemos de un espectro real de las vibraciones que se producirán, y con
una bancada de este tipo tenemos la posibilidad de obtener un sistema con una
baja frecuencia de resonancia o frecuencia propia, a la vez se reparte mejor el baja frecuencia de resonancia o frecuencia propia, a la vez se reparte mejor el peso del sistema sobre toda la bancada, permitiendo tener algunos racks con
media carga sin afectar a la eficacia.
2. Bancada Antivibraciones
Se mantiene una baja frecuencia de resonancia, aunque tengamos una importante variación en el peso de los equipos apoyados en la bancada
antivibratoria, por ejemplo para un CPD cuya carga va a ser variable con el
tiempo, con una carga total estimada de la losa de 10 Tm (9 Tm losa y 1 Tm
equipos), se desprende que estamos alrededor de los 4 Hz de frecuencia
de resonancia y esto es así aunque tengamos una importante variación en
el peso.el peso.
2. Bancada Antivibraciones: Características Técnicas
• Posibilidad de mantener la estabilidad del conjunto y a la vez obtener bajas
frecuencias de resonancia, que nos proporciona un gran rendimiento antivibratorio, gracias a la gran estabilidad que se obtiene al disminuir
notablemente el centro de gravedad del conjunto
• También se aumenta la
estabilidad del conjunto al
situar los apoyos más situar los apoyos más
distanciados.
• Sistema de rápida nivelación integrada de todo el conjunto
de la bancada.
• Diferentes espesores de
bancadas.
• Se mantienen la una
frecuencia propia baja Incluso con grandes variaciones de carga.
2. Bancada Antivibraciones: Características Técnicas
• Posibilidad de variar la separación entre la bancada y el suelo entre 10 mm. y
50 mm.
• Frecuencia propia (Hz)
• Bancada Metálica con los
silentblocks integrados en la propia bancada.
• Contendor metálico con • Contendor metálico con
sistema de alta resistencia,
seguro y rápido acceso.
• Contenedores con sistema
registrable para sustitución
de los silentblocks.
• Doble conjunto de silentblocks para altas y bajas frecuencias.
2. Bancada Antivibraciones
Sistema de protección antivibratoria
mediante bancada común a los 10
racks de la empresa, junto con su
gráfica de eficiencia en función de la
frecuencia.
3. Descripción del Sistema de Losa Flotante
La Losa Flotante de alto rendimiento,
es un sistema de aislamiento de baja frecuencia de resonancia con
elementos contenedores y aisladores integrados en la losa armada, con un importante grado de
aislamiento de las vibraciones. aislamiento de las vibraciones.
Este tipo de suspensión es el más
adecuado para el entorno CPD en
el cual no disponemos de un espectro real de las vibracionesque se producirán ante un terremoto
o posibles obras vecinas, y con
una losa de este tipo tenemos la
posibilidad de obtener un sistema
con una baja frecuencia de
resonancia o frecuencia propia.
3. Losas Flotantes: Otras Aplicaciones
Los Sistemas de Protección Antivibraciones formados por Losas Flotantes
han sido utilizados ampliamente por diversas industrias para la
Absorción de Vibraciones y Atenuación de impactos en: estudios de radio,
platós de TV, estudios de grabación, lavadoras industriales, equipos de frío,
transformadores eléctricos secos y de aceite con el depósito situado entre la
losa y el transformador (sistema homologado por FECSA ENDESA),
calderas, ascensores, gimnasios, boleras, salas de baile, cámaras calderas, ascensores, gimnasios, boleras, salas de baile, cámaras
frigoríficas, maquinas herramientas, balanzas de precisión, SAIs dinámicos,
maquinaria de imprentas, rotativas de periódicos, y un largo etcétera.
3. Losas Flotantes: Características Técnicas Principales
• Losa de hormigón con los silentblocks integrados en la propia losa.
• Contendor metálico con sistema de alta resistencia, seguro y rápido en la
unión al mallazo.
• Contenedores con sistema registrable para sustitución de los silentblocks.
• Doble conjunto de silentblocks para altas y bajas frecuencias.
• Sistema con nivelación integrada de todo el conjunto de la losa.
3. Losas Flotantes: Características Técnicas
• Posibilidad de mantener la estabilidad del conjunto y a la vez obtener
bajas frecuencias de resonancia, que nos proporciona un gran rendimiento antivibratorio, gracias a la gran estabilidad que se obtiene al disminuir
notablemente el centro de gravedad del conjunto
• Frecuencia propia (Hz)
3. Losas Flotantes: Características Técnicas
• Posibilidad de sustituir los silentblock por otros de diferente carga o
diferente frecuencia propia.
• Sistema de rápida nivelación integrada de todo el conjunto de la losa.
• Diferentes espesores de losa
• Espesores estándar de la losa H1=128 mm. y H1=148 mm. Posibilidad de
suministrar otros espesores. Separación estándar S= (de 1 a 5 mm). Para
casos especiales hay posibilidad de aumentar.casos especiales hay posibilidad de aumentar.
• Se mantiene una frecuencia propia baja incluso con grandes variaciones de carga• Posibilidad de variar la separación entre la losa y el suelo entre 10 mm. y 50 mm.• Se puede construir manteniendo una cierta pendiente.
3. Losa Flotante
Se instaló una Losa Flotante antivibraciones para proteger de las vibraciones que se produjeron en el CPD, equipos de comunicación y resto de equipos
electrónicos sensibles a las vibraciones que se produjeron como consecuencia de las obras que se efectuaron en el Hospital de XXX.
El proyecto se centró en proteger de los martillos neumáticos. Los martillos neumáticos trabajan a unos 900 golpes por minuto, en este caso como neumáticos trabajan a unos 900 golpes por minuto, en este caso como
consecuencia de este trabajo, si realizáramos toma de medidas de vibraciones,
nos encontraríamos con que nos aparecerían en la gráfica varios picos, los
cuales nos estarían diciendo que tenemos en determinadas frecuencias unas vibraciones “que nos marca este pico” con alta aceleración.
Estos máximos de aceleración los tendríamos, como consecuencia de los 900
golpes, a 15 Hz y los armónicos de estos, es decir 30 Hz, 45 Hz, etc.
3. Losa Flotante
Por otro lado como consecuencia
de los impactos y en el momento de rotura de la roca se nos
producirán también unos picos de
la aceleración en unas frecuencias
determinadas, esto dependerá del tipo de roca y de tipo de suelotipo de roca y de tipo de suelodonde se propagan las vibraciones,
en este caso tuvimos algún pico
entre 30 y 45 Hz.
Además, hay que tener en cuenta
el proceso de compactación,
que produce vibraciones a
frecuencias de 25 o 35 Hz, en
función del fabricante de la
máquina compactadora.
Ejemplo de Protección Antisísmica
ITEM 1: Losa antivibratoria, con atenuación sísmica para terremotos de
intensidad media-baja. CARACTERÍSTICAS TÉCNICASDimensiones losa (metros) 10x15Superficie losa (m2) 150Peso EQUIPOS Y PERSONAS (Kg.) carga máxima 60.000Peso EQUIPOS Y PERSONAS (Kg.) carga mínima 18.000Peso de la losa (Kg.) 54.000Peso de la losa (Kg.) 54.000Peso total suspendido (Kg.) carga máxima 114.000Peso total suspendido (Kg.) carga mínima 72.000Sobre-carga de uso (Kg.) 41.000Carga Total máxima (Kg.) 155.000Nº de AMORTIGUADORES por losa 155Coeficiente de Rigidez losa KN/m 76.462Coeficiente de Rigidez losa Kg/mm. 7.646Factor de Resonancia losa (r.p.m) en carga máxima 245Factor de Resonancia losa (Hz) en carga máxima 4,08Factor de Resonancia losa (r.p.m) en carga mínima 308Factor de Resonancia losa (Hz) en carga mínima 5,14% de aislamiento para 25 Hz (+) del 99%% de aislamiento para 50 Hz (+) del 99%% aislamiento para 100 Hz (+) del 99%Espesor de la losa (mm) 150
Ejemplo de Protección Antisísmica
- Además del sistema básico de losa antivibratoria se colocarán amortiguadores de hilo de acero inoxidable con doble suela antideslizante, la suela
antideslizante da un amortiguamiento elevado ante los movimientos horizontales
en caso de que la losa cayera unos centímetros ya que estos cojines
estarán separados de la losa.
- Fijaciones de los amortiguadores a los contenedores para evitar un posible - Fijaciones de los amortiguadores a los contenedores para evitar un posible
vuelco en caso de terremotos de intensidad media.
- Colocación en la parte inferior de cada amortiguador de muelle del contenedor
un amortiguador adherido al muelle y con la suela antideslizante, pero además se
añade una base mecanizada de acero para repartir cargas y proporcionar la unión entre ambos. Con ello conseguimos amortiguar terremotos de intensidad
media.
Es necesario indicar que el falso suelo debería ser “atornillado” a la losa, no
solamente pegado, para que los pies y las baldosas de suelo técnico se desplacen horizontalmente con la losa y no se desmorone el suelo.
Ejemplo de Protección Antisísmica
ITEM 2 (OPCIONAL): Para alcanzar un grado mayor de protección deberíamos
realizar una unión física de todos los racks de superficie con pletina de acero
con interposición de amortiguadores de hilo de acero inoxidable, así como
sustituir sus patas niveladoras por unos pies de máquina con amortiguadores de hilo de acero inoxidable y suela antideslizante.
De esta manera se consigue De esta manera se consigue
una mayor masa del conjunto
e impedimos que vuelque ante
grandes fuerzas horizontales.
La fuerza es igual a la masa por la aceleración, al unir la masa, disminuimos las aceleraciones y con ello el movimiento de los equipos en el CPD, frenado además
por las patas antideslizantes.
Ejemplo de Protección Antisísmica
ITEM 3 (OPCIONAL): Sistema antichoque para absorber la energía de los
impactos horizontales de la losa en caso de seísmo en los 2 ejes
horizontales X e Y.
El mayor grado de protección al incluir un muro de hormigón de 200mm y la
altura desde el forjado hasta el falso suelo, sobre los que se colocarán
elementos elásticos horizontales tanto en el lateral de la losa como en las elementos elásticos horizontales tanto en el lateral de la losa como en las
baldosas del falso suelo para que al desplazarse cedan su energía a estos
elementos elásticos horizontales.
El muro será el encargado de realizar la fuerza contraria a la losa y aguantar el choque. Se protegería con lana de roca el espacio del
perímetro de la sala.
ITEM 4 (OPCIONAL): Aumentar la masa sísmica aumentando el espesor
de la losa de 150 mm a 200 mm, para mejorar el comportamiento y el
aislamiento, disminuyendo todavía más el nivel de aceleraciones.
Otras Soluciones Antisísmicas: Plataformas
Otras Soluciones Antisísmicas: Suelos
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