Sistema de losa ﬂotante1 El ruido estructural
y sus consecuencias

Vuelve el silencio
Debido a su velocidad y su peso
propio, el tráfico por carretera así
como el tráfico ferroviario generanruido estructural. Éste se propaga por
el terreno y provoca vibraciones en
edificios y maquinaria o equipos demedición sensibles situados en
los alrededores.

os edificios, equipos y máquinas
son a su vez sistemas capaces devibrar. Los impulsos emitidos por el
tráfico por carretera y el transporte
ferroviario se intensifican debido a laestructura de los objetos afectados.
Las vibraciones mecánicas y el sonido
aéreo secundario provocado a consecuencia, es decir, el ruido, constituyen
a largo plazo un riesgo para la salud delas personas. Además, las vibraciones

Lafectan al funcionamiento de máquinas y equipos. Por consiguiente sepueden producir consecuencias
negativas relativas a la calidad y
productividad y una reducción importante de éstas. En caso de que laestructura del edificio se vea sometida
a un esfuerzo dinámico excesivo, existe
además el peligro de daños en elacervo arquitectónico como grietas yasentamientos.

3

2 Protección máxima
contra el ruido estructural

Eicacia durante
décadas4

ependiendo de las necesidades,se pueden tomar diferentes
medidas para reducir las emisiones deruido estructural en el lugar donde se
producen. Los sistemas de losaflotante se emplean allí donde existen
requisitos muy exigentes con respecto
a la protección contra ruido estructural. Los materiales Sylomer® yD

Sylodyn® se utilizan en todo el mundo
como capas de soporte elásticas e
individualizadas. Garantizan laeficacia requerida durante décadas.
Junto con el Know-How técnico deGetzner, sus materiales se han
convertido en la solución estándar dealta tecnología para sistemas de losaflotante.

Ventajas de los apoyos
Sylomer® y Sylodyn®

Sylomer® y Sylodyn® son los materiales
ideales para su empleo como apoyos
altamente elásticos en un sistema delosa flotante – independientemente dela técnica constructiva.

— elasticidad a toda prueba, homogénea y duradera— posibilidad de una sobrecarga extrema de corta duración— posibilidad de circulación directa con vehículos pesados— bajos costes de construcción gracias a una instalación sencillay rápida— diferentes técnicas constructivas gracias a las variedades dedensidad, espesor y superficie del material— alta rentabilidad debido a la estabilidad a largo plazo— minimización de los gastos de mantenimiento

5

3 Funcionamiento de unsistema de losa flotante

Aislamiento eicaz delas vibraciones
El objetivo del aislamiento de vibraciones consiste en el desacoplamiento
dinámico de la superestructura de su
entorno para así reducir la transmisión de vibraciones y ruido estructural.

Fe(t)ste desacoplamiento se efectúa
mediante la creación de un sistema incapaz de vibrar. Gracias a lainstalación de una capa de soporte con
elasticidad duradera como Sylomer® o
Sylodyn®, el aislamiento tiene lugar enla fuente misma de las emisiones. De
esta manera se garantiza que la fuerza
en el pie de la curva Fu(t) sea menor
que la fuerza de excitación Fe(t). Comoconsecuencia se reducen las vibraciones ocasionadas por las fuerzas en elpie de la curva.

E

m

c

d

F u(t)l modo de funcionamiento de una
superestructura con apoyo
elástico puede describirse fácilmente
por medio de un sistema auxiliar, el
así llamado sistema de masa oscilante única. Muchos problemas devibración pueden analizarse demanera aproximada con este simple
modelo físico. Cuando la masa de lasuperestructura se desequilibra
debido a una fuerza externa de corta
duración Fe(t), esta masa vibrará conla frecuencia propia f0.

E6

ƒ0 = 1 · c
2π m
c = Rigidez elásticam = masa de la superestructura +masa del eje no amortiguada

a rapidez con la que se extingue laamplitud de esta vibración dependede la atenuación ejercida por elelemento elástico. En el caso de losmateriales Sylomer® y Sylodyn® laatenuación se describe por medio delcoeficiente de pérdidas mecánicas.

la curva Fu(t) y la fuerza de excitación
Fe(t) en el aislamiento de la fuente devibraciones. En el aislamiento devibraciones existen dos ámbitos, elámbito de intensificación y el ámbito
de aislamiento.

L

La intensificación se produce sólo
cuando existe una frecuencia deexcitación que coincide con la frecuencia propia del apoyo elástico o cuando
se produce una excitación de banda
ancha.

Coeficiente de transferencia de carga VR

Para la evaluación de un sistema delosa flotante es preciso determinar la
respuesta en frecuencia de las amplitudes (valor de la función de transferencia). Ésta describe el coeficiente deamplitud dependiendo de la frecuencia
f o dependiendo de la relación defrecuencias entre la fuerza en el pie de

3,0
0,2
0

El aislamiento empieza con una
frecuencia de 2•f0. De la respuesta

0,1
0

0,3

0,5

1,5

0,8
1,0

=1,0
0,8
0,3
0,2

0,5

Con respecto a las propiedades
elásticas del sistema de losa flotanteesto significa que debería ofrecer una
relación lo más baja posible entre
rigidez dinámica y estática. La variación de la rigidez dinámica de la capa
elástica debida a frecuencia y carga
debería ser muy reducida.
El dimensionamiento de un sistema delosa flotante constituye un problema
de optimización para los ingenieros.
Esta tarea requiere un Know-How
sólido y especializado como Getzner,
junto con sus socios, lo ofrece desde
hace años. No obstante, la presencia deagua estancada por debajo de la artesa
y en el sistema puede influir de forma
masiva en el modo de funcionamiento
de un sistema de losa flotante. Por lotanto, resulta imprescindible quedurante la construcción de un sistemade losa flotante se garantice la instalación de un drenaje con capacidad
suficiente a largo plazo.

2,5

2,0

amplitud/frecuencia se desprende quela intensificación de la frecuencia
propia de aislamiento f0 se reduce a lavez que aumenta el grado de atenuación, mientras que el grado de aislamiento disminuye a la vez que éstaaumenta.

0,5
0,1

0,0
0,3 0,4Intensificación
Aislamiento
0,6

0,8

1

2

2

3

4

5 6 7 8Relación7

4 Variantes
de ejecución

A lo largo de las últimas décadas lasempresas ferroviarias europeas handesarrollado un gran número dediferentes modos constructivos parasistemas de losa flotante. Por consiguiente existen modos constructivos
con hormigón in situ o elementos
prefabricados, combinaciones deambos, con o sin lecho de balasto.
n el diseño de apoyos elásticos
para sistemas de losa flotante elmodo constructivo resulta decisivo enlo que respecta a la funcionalidad yrentabilidad del sistema completo.

E

Independientemente de si se trata deun sistema con apoyo en superficie
completa, sobre bandas o discreto –con su Know-How Getzner ofrece
soluciones eficaces, rentables e
impecables desde el punto de vista
técnico.

8

Apoyo en superficie completa

Apoyo sobre bandas

Apoyo discretoApoyo
en supericie completa

Apoyosobre bandas

Apoyo
discreto

ependiendo del caso concreto, un
apoyo elástico en superficie
completa permite alcanzar frecuencias
propias de entre 14 y 25 Hz. Esto
equivale a una atenuación del ruido
estructural de hasta 30 dB en la banda
de frecuencias supercrítica.

l apoyo sobre bandas se emplea
preferentemente en sistemas delosa flotante que se construyen con
elementos prefabricados o una combinación de elementos prefabricados yhormigón in situ. Las fuerzas horizontales que se producen tras la puesta enservicio del tramo – tanto en el sentido
de la circulación (fuerzas de frenado yde aceleración) como en sentido
transversal al eje de vía (por ejemplo
fuerzas centrífugas, fuerzas laterales
debidas a irregularidades en el asientode vía) – son fáciles de controlar
gracias a la superficie relativamente
grande del apoyo.

l modo constructivo de las losas devía o artesas determina la forma
del apoyo discreto. En la mayoría de los
casos se trata de losas de vía ejecutadas con hormigón in situ que se elevantras el fraguado. Los apoyos se introducen a través de orificios de instalación.

D

Las ventajas constructivas de un apoyo
elástico en superficie completa deGetzner consisten en:— un modo constructivo sencillo, rápido
y económico
— el escaso peligro de errores constructivos— la gran superficie para la transferencia de cargas al terreno— la lucha contra vibraciones estructurales en la vía— el reducido número de juntas— la elevada estabilidad horizontal delsistema completo— la rentabilidad del sistemaEEl apoyo sobre bandas permite obtenerfrecuencias centrales más bajas para la
superestructura (8 - 15 Hz) que unapoyo en superficie completa, manteniéndose a la vez razonable el coste
económico. En conjunto, el apoyo sobre
bandas tiene como consecuencia una
mayor atenuación del ruido estructural.

E

Puesto que la circulación sobre la vía
genera fuerzas horizontales, es preciso
tomar en cuenta la transmisión dedichas fuerzas en el proceso de dimensionamiento de estos apoyos que amenudo son de tamaño reducido. Con
el fin de limitar las desviaciones horizontales de acuerdo con lo requerido,
en la práctica se emplea el óptimo delos valores “módulo de elasticidadtransversal, espesor y superficie de losapoyos”.
El apoyo discreto permite obtenerlas frecuencias centrales más bajas(5 - 12 Hz). Esta forma de apoyo cumple
con los requisitos más exigentes con
respecto a la protección contra ruido
estructural. Con este sistema es posible
obtener una atenuación del ruido
estructural de 30 dB y más.

9

5 Diseño de áreas de transición
con apoyo elásticoPara una transición sin
obstáculosas áreas de transición a otros tipos
de superestructura (superestructura de balasto, vía en placa) precisan
una planificación muy precisa paraevitar factores perturbadores permanentes en la vía. Los sistemas de losaflotante siempre hacen necesaria lacreación de áreas de transición ya que,a diferencia de otros tipos de superestructura, conllevan una deflexión más
acentuada del carril. Debido a variaciones de la temperatura y el deterioro delhormigón, las áreas de transición están
sometidas a esfuerzos especialesLadicionales. También para estos casos
Getzner ofrece soluciones competentes.
La rigidez necesaria del sistema en lasáreas de transición puede obtenerse delas maneras siguientes:

A la hora de aplicar una de estas
soluciones ha de considerarse que un
exceso de fuerzas en el punto desujeción puede sobrecargar el sistemade sujeción. Con el método de elementos finitos (MEF) Getzner calcula ysimula todos los factores para el diseñoóptimo de las áreas de transición.

— la reducción de la distancia entre losapoyos— la variación de la rigidez del material— el montaje de sujeciones de carril
especiales— el montaje de suelas bajo traviesaÁrea de transición entre
un sistema de losaf lotante y una vía en
placa con suelas elásticas bajo traviesa.
Superestructura de balasto

10

Vía en placa

116 Errores de ejecución
en la obra

Nuestra experiencia
aporta seguridad
rrores constructivos o de montaje
así como descuidos u omisiones enla ejecución de detalles pueden influiren las características reales de lossistemas de losa flotante.

E

He aquí algunos ejemplos:— los sistemas de drenaje insuficientes o inexistentes tienen comoconsecuencia un “efecto tampón” en el sistema— en el caso de un apoyo en superficie completa: mantas laterales
inexistentes, inadecuadas o demasiado rígidas— el aislamiento incorrecto de arquetas de cables, tomas de desagüe
y otras conexiones— material inadecuado para los apoyos o espesores inferiores a losvalores límite
— gran cantidad de juntas de colocación— instalación incorrecta de los apoyos— el diseño constructivo como por ejemplo la longitud de la losa devía o la ejecución de la armadura, distribución de carga insuficiente
sobre el elastómero

n la mayoría de los casos lanecesidad de eliminación a posteriori de errores en la ejecución de unsistema de losa flotante acarrea gastos
importantes. Dependiendo de la
gravedad de los errores, en algunos
casos incluso se hace necesaria lanueva construcción del sistema.

E

12

7 Requisitos para un
apoyo de elastómero

Versátil yeicazesde hace más de cuatro décadas
los materiales Sylomer® y
Sylodyn® llevan dando buenos resultados en la superestructura ferroviaria
como protección eficaz contra vibraciones y ruido estructural.

D

Los materiales de Getzner contribuyen
a la protección de estructuras, mejoran
la estabilidad de las vías, reducen elesfuerzo dinámico al que se somete elbalasto y por consiguiente los gastos
de mantenimiento. Incluso después de
30 años y más, las aplicaciones
ferroviarias de Sylomer® y Sylodyn®
siguen en funcionamiento de manera
eficaz: En la inspección de muestras
desmontadas los elastómeros nomostraron signo alguno de fatiga
después de tantos años de uso.
En el caso de apoyos parciales resultade especial importancia la definición
específica de los requisitos para elmaterial y el control de calidad.

a Norma DIN 45673-7, Vibraciones
mecánicas – Elementos elásticos dela superestructura ferroviaria – Parte 7:
procedimientos de ensayo de laboratorio para la comprobación de elementos
elásticos de sistemas de losa flotante“
recoge al respecto indicaciones
complementarias sobre la aptitud parael uso y la comprobación de rigideces
estáticas y dinámicas.

L

Requisitos para sistemas de losa flotante eficaces yduraderos:— Para determinar las propiedades necesarias y específicas de losapoyos deben verificarse la rigidez estática y dinámica.
— Mediante un ensayo dinámico con un mínimo de tres millones deciclos de carga se comprueba la evolución de las propiedades
específicas de los apoyos.
— Asimismo es necesario verificar el cambio en las propiedades de losapoyos por influencias medioambientales (por ejemplo ozono, agua,
aceites, productos químicos).
— También se comprueba hasta qué punto cambia la geometría de losapoyos como consecuencia de deformaciones por fluencia, cargas e
influencias medioambientales.
— La calidad de los apoyos se controla minuciosamente antes de su
instalación.

138 Cálculo deelementos finitos

14

El cálculo de elementos
finitos ofrece los siguientes
resultados:

Conocimientos quebeneician al cliente— carga máxima admisible para la losade víal análisis de un sistema siempre requiere el desarrollo deun sistema físico auxiliar, consistente en relaciones demasa, rigidez y coeficiente de amortiguación. El análisis desistemas más conocido es el cálculo de elementos finitos(cálculo EF).

— deformación estática debida al peso
propio— patrones individuales de oscilación— frecuencias propias— datos relativos a la resistencia— esfuerzo dinámico y vibraciones— respuesta del sistema a un estímulo
determinado (simulación)— previsión del comportamiento
dinámico de un sistema ante diferentes parámetrosE

En el aislamiento de vibraciones habitualmente se parte de labase de que el objeto aislado (losa de vía) y el terreno
constituyen dos cuerpos rígidos. El objetivo de este supuesto
consiste en demostrar la eficacia del aislamiento de vibraciones a través del cálculo. No obstante, si se quieren determinar
los límites y entender el comportamiento del sistema, sepermiten ulteriores grados de libertad relevantes para elsistema real y se analizan con ayuda del cálculo de elementos
finitos.

os requisitos para estructuras se vuelven cada vez más
exigentes. Getzner ofrece una gran variedad de servicios
para colaborar como socio competente con proyectistas eingenierías en esta materia compleja.

L— modificaciones necesarias paraobtener un comportamiento dinámico
determinado

15

9 Instrucciones
de montaje

16

Aislamiento de un sistema de losaf lotante frente a una canalización

Preparativos

Suministro

Colocacións de gran importancia que durante
el tendido de las mantas se presteatención a que los apoyos de Sylomer®
o Sylodyn® desacoplen por completo la
futura losa de vía de su entorno. Los
posibles puentes acústicos impiden un
aislamiento eficaz de las vibraciones; ala vez debe garantizarse el drenaje delsistema.

G

etzner suministra los materiales
directamente a la obra: mantas
laterales, apoyos en forma de bandas oapoyos discretos sobre paletas, mantas
de fondo en forma de rollos con un
ancho estándar de 1,50 m. Getzner
confecciona las mantas en su fábrica
en función de la geometría y lascondiciones de montaje y de este modo
facilita una colocación rápida y económica.

la hora de confeccionar los rollos
Getzner siempre presta atención asu peso total. Como consecuencia, un
equipo de dos personas suele sersuficiente para realizar el tendido delas mantas. Así se consigue un rendimiento de más de 500 m2 por persona
y día. Cuando se trata de apoyos
discretos o en forma de bandas incluso
existe la posibilidad de que la colocación se efectúe por una única persona.
El encargado del montaje puede
corregir la longitud de las mantas obordes sobresalientes sin problema
alguno con un cuchillo desechable.

E

Por eso es preciso mantener el terreno
liso y libre de objetos puntiagudos oafilados. En caso de que esto sea
posible sólo de forma limitada existe laposibilidad de colocar un vellón entre
el terreno y la manta para proteger losapoyos elásticos. También una capa deprotección de hormigón ha dado
buenos resultados al respecto. En
particular los apoyos discretos deben
posicionarse de manera estable y
exacta. El empleo de bases con marco
metálico ha demostrado ser una buena
posibilidad.

Las mantas de fondo pueden colocarse
tanto de forma longitudinal comotransversal al eje de vía. Sin embargo,
es importante reducir en lo posible elnúmero de juntas de colocación. Las
juntas de colocación restantes se tapan
con una cinta adhesiva para así evitar
la entrada de hormigón y la formaciónde puentes acústicos.

A

Previa solicitud Getzner elabora
programas profesionales de montaje ofacilita la supervisión de los trabajos
constructivos con el fin de garantizar
un montaje óptimo.

En el caso de un apoyo en superficie
completa puede eventualmente
resultar conveniente el empleo de una
armadura. En tal caso es preciso
asegurar una distribución suficientedel peso de la armadura sobre lasmantas de Sylomer® o Sylodyn®. Unos
apoyos adecuados (placas de madera oplástico) impiden una compresión odeflexión excesiva.

17

10 Referencias
internacionales

as soluciones de Getzner se encuentran en todo el mundo – como también el equipo de Getzner. Con sus 10
sucursales Getzner Werkstoffe está presente en los continentes de mayor importancia. A través de numerosos distribuidores nuestra empresa ofrece sus
productos en prácticamente todos losmercados signiicativos del mundo.

L

Oficinas en:— Bürs, Austria— Berlín, Alemania— Munich, Alemania— Stuttgart, Alemania— Lyon, Francia— Amman, Jordania— Tokio, Japón— Pune, India— Pekín, China— Charlotte, Estados Unidos

Delegaciones de Getzner
Distribudiores de Getzner
Países de referencia

18

Tranvía de Milán

Tranvía de Nottingham

as obras ejecutadas por Getzner
hablan por si solas. A continuación encontrará un extracto de nuestra lista de referencias en el sector
ferroviario:

Ferrocarril de vía normal

Tranvías

Selección de obras:— Entrada del lado norte del Brennero
Túnel Römerberg,
Túnel Zamm,
Túnel Arlberg,
Túnel Neu Lainz,
Túnel Sittenberg (ÖBB)— Túnel de la ciudad de Leipzig
Antiguo túnel de Mainz
Nuevo túnel de Mainz
Túnel Tiergarten,
Berlín Norte-Sur,
Estación de Lehrt,
Puente de Amper,
Ramal ferroviario al aeropuertode Colonia/Bonn,
Túnel Siegauen,
Túnel Audi Ingolstadt (DB AG)— NEAT: Túnel Zürichberg,
Túnel Zimmerberg (SBB)— Roma-Fiumicino,
Udine-Tarvisio,
Milán-Saronno,
Catania (FS)— Channel Tunnel Rail Link
(Network Rail)— Bruselas (SNCB)— Augsburgo— Barcelona— Berlín— Berna— Burdeos— Brest— Constantine— Essen— Estrasburgo— Florencia— Ginebra— Göteborg— Graz— Grenoble— Isfahan— Le Mans— Linz— Lyon— Madrid— Marsella

L

Metro de Munich— Mashad— Milán
— Montpellier— Munich— Nantes— Niza— Nottingham— Orléans
— Paris – St. Denis— París T1— Praga— Roma— Rouen— Santo Domingo— Sevilla— Shiraz— Stuttgart— Tenerife— Valencia— Viena

Metros/Trenes de cercanías— Atenas— Augsburgo— Berlín— Bochum— Buenos Aires— Cracovia— Dortmund— Düsseldorf— Hong Kong

— Incheon— Milán
— Munich— Nueva York
— Nuremberg— Sao Paulo— Viena— Zúrich

19

Austria
T +43-5552-201-0
F +43-5552-201-1899
info.buers@getzner.com
Getzner Werkstoffe GmbHAm Borsigturm 11
13507 Berlin
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F +49-30-405034-35
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Getzner Werkstoffe GmbH
Nördliche Münchner Str. 27a82031 Grünwald
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F +49-89-693500-11
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