Instrumentación aplicada a la edificación (4) Péndulos

2. DEFORMACIÓN CON RESPECTO AL EJE VERTICAL

2.3 PÉNDULOS.

DESCRIPCIÓN DEL INSTRUMENTAL

“Los péndulos están diseñados para controlar los movimientos horizontales. Son muy utilizados en presas de hormigón para medir el cambio de la verticalidad de la estructura. El péndulo es un instrumento que actúa por gravedad. Se compone de un cable de acero, anclado en un punto fijo, y un tanque que contiene líquido de amortiguación. El péndulo está provisto de un cable de acero anclado a la estructura a controlar y mantenido en tensión por medio de una masa libre que se mueve en el interior de un recipiente que contiene un fluido  de amortiguamiento”1.

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Debido a su capacidad para mantenerse siempre en posición vertical es un sistema fiable y de sencillo funcionamiento para conocer el desplazamiento de una estructura, utilizado como referencia un punto inferior del terreno sobre el que se asienta.

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UTILIDADES

Las aplicaciones más comunes son el control de movimientos en pilas de puentes, edificios de gran altura y presas.

FUNCIONAMIENTO DEL INSTRUMENTAL

“Para medir los movimientos se coloca un coordinómetro en cada uno de los puntos que quiera controlarse. Gracias a él obtiene el movimiento del hilo en dos direcciones perpendiculares entre sí. Los desplazamientos se obtienen con respecto a las lecturas tomadas inicialmente, tras la instalación, o lecturas anteriores”2.

TIPOS DE PÉNDULO

Péndulo directo

“El péndulo directo está provisto de un cable de acero anclado superiormente a la estructura a controlar y mantenido en tensión por medio de una masa libre que se mueve en el interior de un recipiente que contiene un fluido de amortiguamiento.

 Actualmente, los tipos de péndulos suministrados, están estudiados para obtener una gran precisión en las lecturas, permitir su instalación sencilla y fácil sustitución de cada una de sus partes, si alguna resultara dañada accidentalmente”3.

Gracias a la sólida fijación del anclaje superior y de las estructuras donde se apoyan los coordinómetros, se consigue detectar movimientos inferiores a 0,1 mm. El aceite que contiene el recipiente donde se aloja el peso, y su especial disposición, consigue mantener el hilo en completo reposo, evitando las pequeñas oscilaciones y devolviéndolo a la posición vertical si es movido de forma accidental.

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Péndulo inverso

“El péndulo invertido proporciona un punto fijo desde el cual pueden ser medidos los movimientos estructurales. Para ello se utiliza un cable que va anclado en una perforación por debajo de la estructura y fijado en su extremo superior a un flotador. Este flotador es libre de moverse dentro del tanque de líquido, manteniendo el cable suspendido verticalmente”4.

Actualmente en el mercado existen aparatos en los que el recipiente y el flotador son muy pequeños, sin que ello reduzca el rango de medida, además se facilita el montaje y el nicho de ubicación puede ser más pequeño.

“Los péndulos se instalan frecuentemente en pozos en el hormigón de la presa, comenzando con un péndulo invertido anclado en la cimentación para obtener un perfil completo del cambio en la verticalidad de la presa”5.

Los péndulos directo e inverso son instalados en el interior de la misma estructura para permitir el control cruzado de los parámetros de proyecto.

instalacion-pendulo-inverso

Coordinómetro o unidad de lectura

Los sistemas pendulares pueden ser medidos manualmente por medio de un coordinómetro óptico o medidos automáticamente con el telecoordinómetro. Estos instrumentos son capaces de levantar coordinadas cartesianas de la posición del cable de acero de los péndulos en el plano horizontal.

El coordinatómetro óptico ha sido ideado para poder efectuar medidas sobre uno o más sistemas pendulares: posicionando el instrumento sobre la propia plancha y para cada punto de medición se garantiza una buena repetitibilidad y precisión de las mediciones.

Las coordenadas del cable de acero del péndulo se miden por medio de dos pares de fotocélulas montadas sobre una unidad de deslizamiento de alta precisión.

Sistema-de-lectura-para-péndulos-telecoordinómetro

Esto permite calcular los movimientos horizontales del cable tanto en las direcciones aguas arriba/aguas abajo como estribo derecho/estribo izquierdo.

Puede ser utilizado tanto para su instalación fija como para medir de forma portátil en lugares diferentes. Los puntos de lectura del péndulo están equipados con unas placas de apoyo. Estas placas montan unos soportes de bola calibrados para un posicionamiento repetible del coordinómetro”6.

El telecoordinómetro tiene una serie de dispositivos ópticos, colocados sobre deslizadores que se mueven por medio de un motor eléctrico, levantando con mucha precisión las coordenadas del cable tensado del péndulo.

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

En base a los catálogos comerciales revisados, se ha realizado la siguiente tabla resumen:

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Trabajo Fin de Grado ANÁLISIS DE LA INSTRUMENTACIÓN APLICADA A LA EDIFICACIÓN cedido por María del Carmen Gómez López, Ingeniero de la Edificación (margomlop5@gmail.com)

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CITAS BIBLIOGRÁFICAS:
1: Sisgeo. Pédulos y unidades de lectura. Catálogo Sisgeo. 2014 Vol:(2):37.
2: Clasica.atinfo.net. España: Clasica atinfo; 2013 (citada 20 marzo 2015) Disponible en : http://www.clasica.atinfo.net/es/_datos/enlazable/documentacion/Productos_y_servicios/Instrumentacion_y_sensores/P-e-ndulo%20directo.pdf
3: Clasica.atinfo.net. España: Clasica atinfo; 2013 (citada 20 marzo 2015) Disponible en : http://www.clasica.atinfo.net/es/_datos/enlazable/documentacion/Productos_y_servicios/Instrumentacion_y_sensores/P-e-ndulo%20directo.pdf
4: Sisgeo. Pédulos y unidades de lectura. Catálogo Sisgeo. 2014 Vol:(2):37.
5: Clasica.atinfo.net. España: Clasica atinfo; 2013 (citada 20 marzo 2015) Disponible en : http://www.clasica.atinfo.net/es/_datos/enlazable/documentacion/Productos_y_servicios/Instrumentacion_y_sensores/P-e-ndulo%20inverso.pdf
6: Sisgeo. Inclinómetros y péndulos. Catálogo Sisgeo. 2014 Vol:(1):10.