Determinación de las frecuencias fundamentales de vibración y del módulo dinámico de probetas de hormigón

Fundamento

La probeta se apoya en sus puntos nodales y se la excita con un golpe de impacto o con un excitador electrodinámico, y un transductor registra su respuesta; el análisis en frecuencia de esa señal identifica las frecuencias fundamentales de los modos longitudinal, transversal y torsional. Con la frecuencia, la masa y las dimensiones de la probeta, y con los factores de forma que fija la norma, se calculan el módulo de elasticidad dinámico a partir de los modos longitudinal o transversal y el módulo de corte dinámico a partir del torsional, y de su relación se obtiene el coeficiente de Poisson dinámico. El módulo dinámico resulta sistemáticamente mayor que el estático determinado en compresión, porque la deformación es de muy baja amplitud y no involucra las microfisuras ni la fluencia, y esa diferencia es esperable y no un error: las correlaciones entre ambos se establecen para cada hormigón. Su valor práctico está en que es no destructivo y muy sensible: el módulo dinámico relativo respecto del inicial es el indicador con el que se calcula el factor de durabilidad en los ensayos de hielo y deshielo y con el que se sigue cualquier deterioro progresivo.

Matriz (en qué muestra)

Probetas prismáticas y cilíndricas de hormigón; probetas en ensayos de durabilidad; testigos extraídos; morteros y materiales cementicios; elementos en seguimiento de deterioro

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Equipo de frecuencias de resonancia con excitador y transductor, o martillo instrumentado y acelerómetro con analizador de espectro; apoyos elásticos en posición nodal; balanza; calibres y comparadores; software de análisis en frecuencia.

Reactivos¿Dónde lo compro?

No aplica; se emplean acoplantes para los transductores.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Probetas prismáticas o cilíndricas de dimensiones normalizadas; apoyos; planillas de seguimiento por edad o por ciclo.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Acoplante; energía.

Unidad

Pa · frecuencias fundamentales longitudinal, transversal y torsional (Hz) · módulo de elasticidad dinámico y módulo de corte dinámico (GPa) · coeficiente de Poisson dinámico · módulo dinámico relativo respecto del valor inicial (%) · masa y dimensiones de la probeta

Rango de referencia

El módulo dinámico de un hormigón de resistencia usual se ubica por encima del estático en una proporción apreciable y consistente; lo que se interpreta no es tanto el valor absoluto como su variación relativa a lo largo del tiempo o de los ciclos de un ensayo de durabilidad

Norma que lo exige

Las normas de ensayo de durabilidad del hormigón, que definen el módulo dinámico relativo como indicador del daño; los requisitos de calificación de dosificaciones; los procedimientos de seguimiento de estructuras en investigación de deterioro; las normas de acreditación del laboratorionorma argentina

Norma que describe la técnica

IRAM 1693, que fija el método de determinación de las frecuencias fundamentales de vibración de probetas de hormigón; IRAM 1661, sobre el ensayo de congelación y deshielo, que emplea este método para el seguimiento; IRAM 1865, sobre la determinación del módulo de elasticidad estático y la relación de Poisson en compresión; IRAM 1574, sobre la determinación de las dimensiones de probetas y testigosnorma argentina

Edición y vigencia de la norma

IRAM 1693:1969; IRAM 1661:1970; IRAM 1865:2009; IRAM 1574:1990

Volumen de muestra

No destructivo. La misma probeta se mide repetidamente

Conservación y transporte

La probeta se apoya en sus puntos nodales y no en cualquier lugar, porque un apoyo mal ubicado amortigua justamente el modo que se quiere medir y el equipo informa una frecuencia espuria. Las dimensiones y la masa se determinan con precisión en cada medición, dado que entran directamente en el cálculo del módulo. Se mantiene la misma orientación y el mismo punto de golpe a lo largo de toda la serie, ya que el seguimiento es comparativo.

Límite de detección típico

El método resuelve variaciones de frecuencia de fracciones de por ciento, que corresponden a daño interno incipiente

Incertidumbre típica

Del orden del 1 al 2 % en el módulo dinámico, dominada por la medición de las dimensiones

Área

Construcción; Física y mecánica; Materiales/industrial

Fecha de última actualización: 11/9/2026