EL CONFORT EN VEHÍCULOS

FERROVIARIOS DE PASAJEROS

PROYECTO DE GRADOGERMAN RENE BETANCUR

GIRALDOASESOR

LEONEL CASTAÑEDA H.

Objetivos

OBJETIVO GENERALEvaluación del confort de un vehículo ferroviario del Metro de

Medellín.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Fundamentación de los conceptos básicos relacionados con el

confort. Identificar las principales variables a considerar en el confort de

vehículos ferroviarios. Analizar las diferentes normativas tanto nacionales como

internacionales que reglamenten el confort en trenes y el impacto en relación al ruido que estos generan.

Establecer una metodología, que permita evaluar las condiciones de ruido en los vehículos férreos de pasajeros del Metro de Medellín.

Desarrollar el software requerido.

Definición de Confort

CONFORT

PSICOLÓGICO

FÍSICO

SOCIOLÓGICO

TECNOLÓGICO

CONFORT MATERIAL: satisfacción de necesidades básicas.CONFORT ESTÉTICO: gustos, percepciones y sensaciones.CONFORT DE SOCIALIZACIÓN: privacidad, socialización ycomunicación.CONFORT DE PERTENENCIA: pertenencia a un grupo.

ESTADO FISIOLÓGICO DEL CONFORT: ruido, calidad delaire, presión, mareo, etc.ESTADO BIOMECÁNICO DEL CONFORT: postura de laspersonas y ubicación de equipos.

PERCEPCIÓN GEOGRÁFICA Y ÉTNICA DEL CONFORT.PERCEPCIÓN SEGÚN LA CLASE SOCIAL.

CONFORT DE EFICIENCIA Y ADMINISTRACIÓN.CONFORT DE PLACER Y SENSACIÓN.

El Confort en el Transporte

EVALUACIÓN DEL CONFORT

CALIDAD DE VIAJE

CONFORT DE VIAJEO DE PASAJERO

5 - Alto confort1 - Bajo confort

RESPUESTA HUMANA AL CONFORT

INDICADOR DE VIAJE(Incomodidad del viaje -

Nauseas)Evaluación Técnica -

Normatividad

FACTORES HUMANOS:- Factores sociales.- Factores de ubicación.- Edad, genero, experiencia,actividad, drogas, etc.

FACTORES FÍSICOS:- Factores ambientales:temperatura, presión, humo, ruido,vibración, etc.- Factores espaciales: área detrabajo, cuartos, distribución de losasientos, etc.

ACELERACIONES Y SACUDIDASMOVIMIENTOSANGULARES

FACTORES DINÁMICOS

PARÁMETROS DELVEHÍCULO

PARÁMETROS DELA VÍA

VELOCIDAD

INTERACCIÓNVEHÍCULO / VÍA

Métodos de Evaluación del Confort en Sistemas Férreos

Wz* ISO 2631-1 CEN ENV 12299 UIC 518

Aceleración en el piso de la caja

cm/s2 m/s2 m/s2 m/s2

Calculo del PSD en cada dirección.

Análisis en bandas de 1/3 de octava. --- ---

Ponderación en frecuencias0.01 y 80hz.

Ponderación según la dirección, por un filtro entre 0.5 y 80hz.

Ponderación usando los filtros ISO.

Filtrado 0.4 a 10 hz y hasta los 20hz

Calculo de la varianza en el intervalo de frecuencia

de interés.---.

Hallar el r.m.s cada 5 segundos en tramos rectos.

Separar los datos por tramos.

Generar histograma de la distribución de los

valores r.m.s.

Separar los tramos de velocidad constante.

Calcular los percentiles 95% y 50%

Calcular el r.m.s, el valor máximo y el cuasi-estático para

cada tramo.

Calculo de los indicadores

Wzadimensional

Aw(m/s2)

NVD y NMV

(m/s2)Valor estimado

(m/s2)

Calculado para todo un recorrido del sistema Metro Calculado para cada tramo

Comparar con los límites establecidos

* Índice alemán propuesto por Sperling y Betzhold.ISO 2631: Mechanical vibration and SOC – Evaluation of human exposure to whole boady vibration.CEN ENV 12299: Railway applications – ride comfort for passengers – measurement and evaluation.UIC 518: Testing and approval of railways vehicles from the point of view of their dynamic behavior, safety, track fatigue and ride quality.

Métodos de Evaluación del Ruido de Sistemas Férreos

Piec* APTA R. 8321:1983

Interior detenido 60 dB(A) --- ---

Interior en marcha70 dB(A)(60km/h)

70 dB(A)(Vmáx)

---

Exterior en marcha

84 dB(A)(60km/h) (7.5 y

25m)

80 - 83 dB(A)(95km/h)

(15m)

92 dB(A)(50km/h)

(7.5m)

Exterior detenido --- ---92 dB(A)(50km/h)

(7.5m)

* Metodologia propuesta por Pawel Piec.

APTA: American Public Transit Association

R. 8321:1983 Resolución por la cual se dictan las normas sobre protección y conservación de la audición de la salud y el bienestar de las personas, por causa de la producción y emisión de ruidos. Ministerio de Salud Colombiano.

Resultados de la Evaluación del Ruido

Interior-Marcha

60.0

62.0

64.0

66.0

68.0

70.0

72.0

74.0

76.0

78.0

0 10 20 30 40 50

Tiempo (s)

dB(A)

Leq

MinL

MaxL

Límite (Piec y APTA)

Exterior-Detenido

0

20

40

60

80

100

A B C D E F G H I J K L M N O P

Posiciones

dB(A)

Interior-Detenido

010203040

5060708090

A 1,20m A 1,60m B 1,20m B 1,60m C 1,20m C 1,60m

Posiciones

dB(A)

Exterior-Marcha (tren a 60km/h)

60

65

70

75

80

85

90

95

0 5 10 15 20 25

Tiempo (s)

dB(A)

Leq

MinL

MaxL

R.8321

APTA

Metodología Propuesta para la Medición de Ruido

Interior del vehículo detenido: Se realiza una medición a la altura de 1.6m, en el punto A, sobre el bogie, en la línea central del vagón, el nivel límite de presión sonora (SPL) es de 60dBA, se recomienda un análisis de ruido en bandas de tercio de octava en el mismo punto, con frecuencias centrales desde 31.5 a 8000hz.

Interior del vehículo en marcha: Esta medición se debe realizar en el mismo punto seleccionado para el ruido interior del vehículo detenido, pero sólo se tomará el nivel de presión sonora con ponderación A, en lo posible el vehículo debe viajar a una velocidad de 60±5km/h; el límite aceptado es de 70dBA.

Exterior del vehículo en marcha: Las mediciones se deben de realizar a 7.5m del eje de la vía, a una altura de 1.6m medida a partir de las cabezas de los rieles, en lo posible el vehículo debe pasar a una velocidad de 60±5km/h; el nivel aceptable de presión sonora es de 92dBA.

Exterior con el vehículo detenido: El sonómetro se debe colocar perpendicular al segmento de la vía, a una distancia de 7.5m (punto B) y 15m (punto C) del eje de la vía, a una altura de 1.6m desde la cabeza del riel. El nivel de presión sonora no debe sobrepasar 92dBA.

A

Resultados de la Evaluación del Confort

Indicador ISO

00.5

11.5

22.5

3

0 20 40 60 80 100

Tramo

Aw

Aw (ISO) Confortable

Un poco inconfortable Bastante inconfortable

Inconfortable Muy inconfortable

Inicadores Wz para confort de pasajero

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

0 20 40 60 80 100 120

Tramos

Wz

Wzpy Wzpz Wzpx

Apenas notable Claramente notable Placentero

Tolerable Muy irregular Intolerable

Nosivo

Índices CEN

0

2

4

6

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Tramos rectos

Índ

ice

Nvd Muy Confortable Confortable

Medio Confortable Inconfortable

Conclusiones El ruido y las vibraciones pueden ejercen en las personas expuestas afecciones a su salud, desde una simple molestia o estrés, hasta la

enfermedad de algunos órganos internos, es por esto que es importante evaluar dichas cantidades en los puestos de trabajo y en los lugares en donde las personas se pueden ver expuestas a condiciones altas de ruido y vibración, además estos factores se han convertido en parámetros de diseño de los vehículos de transporte en los cuales se busca la comodidad o confort de los pasajeros.

La principal diferencia entre los métodos de evaluación del confort, radica en los filtros de ponderación, específicamente en la atenuación de las frecuencias que se encuentran fuera de el y la ganancia de las frecuencias de interés, las cuales por lo general se encuentran en un rango de 0.5 a 80hz, pues en este rango se considera que las vibraciones con estas frecuencias son mas nocivas para las personas influyendo en su confort.

Los niveles de ruido generados por la unidad analizada, son buenos en el exterior del vehículo , muy por debajo de los límites dados por la resolución nacional, sin embargo, en el interior los niveles son superiores a los límites propuestos.

En general el confort de la unidad es bueno, los diferentes indicadores aplicados de confort presentan resultados que verifican el nivel confortable del la unidad estudiada.