NUNCA SUBESTIMES EL TAMAÑO DE TU CARGA POR MUY PUNTUAL QUE SEA!!


cincel 2
El martillo y el cortafríos (cincel para unos cuantos), interesante matrimonio. Si le preguntamos a un albañil, lo más probable es que me diga que estoy loco y que me invitaría a estar 8 horas con esta pareja. Pero bajo mi punto de vista es muy interesante su funcionamiento físico y por ello y basándonos en este caso, hoy os voy a hablar sobre las cargas puntuales y las cargas repartidas. Empezaremos desde el ejemplo que hemos citado, es más, definiremos primero lo que es una carga puntual y una carga repartida.

“Carga puntual: carga que actúa sobre un área muy pequeña o un punto muy concreto de una estructura. También llamada carga concentrada.”

“Carga repartida: carga que se aplica a toda la longitud de un elemento estructural o a una parte de éste. También llamada carga repartida.”

Según estas definiciones del Diccionario de Arquitectura y Construcción lo que estamos generando al imprimir una fuerza en la cabeza del cincel mediante el martillo, es transmitir una carga puntual a la punta para romper un trozo de material que nos estorbe o nos moleste.

_DSC9050Pero, ¿os habéis por qué el cortafríos (lo siento, me siento más a gusto llamándolo así) es capaz de romper un pedazo de cemento, ladrillo,…? pues sin entrar en detalle ni en casos particulares, físicamente y de forma muy básica lo que ocurre es un efecto cuña sobre una grieta. Os invito a coger un folio, sujetarlo por dos extremos (para que sea más fácil, los más largos) e intentad romper el folio… venga, os espero…

_DSC9051¿Lo habéis roto?, ¿os ha costado?, bastante ¿verdad?, hagamos otro experimento entonces. Si no lo habéis roto, coged el mismo folio, hacedle una pequeña muesca en el centro y volved a tirad… os espero otra vez…

Mejor ¿verdad?, lo que estamos haciendo es inducir la rotura, marcarle el camino al material para que avance la grieta a través de las partículas del material en cuestión. Es casi casi, un efecto cuña, dicho efecto, lo utilizan mucho los canteros, para partir grandes bloques de piedra, se hace un corte en la roca y dentro de ese corte se introducen cuñas, las cuales se golpean. Al penetrar la cuña en el corte, lo que esta haciendo es abrir los labios de la grieta (tirar de los extremos del folio) y hacer que la fisura se propague.

Muy bien, y ahora, ¿qué carajo tiene que ver aquí la carga repartida? Volvamos al experimento del folio, como habéis agarrado el folio ¿con dos dedos de las dos esquinas?, ¿o con las manos de los laterales del folio? A los que habéis tirado con las manos, intentad tirad con dos dedos, ¿a qué es más fácil?

_DSC9052Volvamos al ejemplo del cortafríos y el martillo, ¿a qué no rompe con la misma facilidad la punta afilada, que si intentamos romper cemento con la cabeza del cortafríos? Eso es porque microestructuralmente, hemos perdido el efecto cuña producido por la punta del cincel. Por lo tanto, hemos demostrado que una carga puntual es más lesiva que una carga uniformemente distribuida.

No me mateis con todas estas simplificaciones gratuitas, se que hay muchos efectos de por medio, pero, ¿no es verdad ángel de amor, que en esta apartada orilla, más pura la luna brilla y SE RESPIRA MEJOR?

Hasta ahora, hemos tratado las cargas de manera microestructuralmente, es decir, la interacción de estas con las partículas del material sobre el cual actúan, pero, ¿y en una viga?, es decir, y macroestructuralmente, ¿qué le duele más a la viga?, ¿una carga puntual, o una carga repartida? Hagamos un breve repaso de los diagramas de momentos y cortantes de una viga.

350px-Diagrama-de-Momentos-Flecto350px-Tipos-de-diagramas-EsfuerzoConcentrémonos en los casos más típicos y más sencillos, una viga biapoyada con una carga puntual en el centro del vano y otra viga biapoyada con una carga uniformemente distribuida en toda su longitud.

Si buscamos en un prontuario, cortante y flector máximo para cada tipo, nos encontraremos que no tienen nada que ver, es más, no tiene por que ser más dañina, macroestructuralmente, la carga puntual que la carga repartida.

Solamente el tipo de material nos hace tomar unas ciertas disposiciones EN FUNCIÓN DEL DIAGRAMA, NO DEL TIPO DE CARGA

Cuando nos explicaron como se calculaban las reacciones en los apoyos y nos enfrentábamos a una carga repartida, lo que nos dijeron, es que esa carga repartida la podíamos asimilar a una carga puntual, aplicada en el centro de gravedad de la carga repartida, por lo tanto, y según esta teoría, el diagrama de cortantes y de flectores debería ser el mismo para los dos ejemplos que nos ocupan… pero… !!!NO LO SON!!!

¿Se puede asimilar una carga repartida a una carga puntual?, la respuesta es si pero estáticamente. Está claro que si estoy soportando una caja grande de 1 kg que se extiende por todo mi brazo y más tarde una pesa de 1 kg, a mis pies les va a dar igual, pero ¿y a mi hombro?.

En condiciones normales de deformación (me refiero a cargas estáticas, no cargas dinámicas) la diferencia no la marca si estamos ante una carga uniformemente distribuida o una carga puntual, lo marca el tipo de diagrama que tengamos como he dicho antes y del tipo de material con el que estemos trabajando, ya que tendremos que evitar efectos locales maliciosos, como por ejemplo en estructuras metálicas la abolladura del alma.

A lo largo de este post, hemos visto como se iba reduciendo la distancia entre el efecto de una carga puntual y una carga repartida desde la microestructura de un material hasta ver como afectan a un ente de mayor tamaño. Con la reducción de esta distancia, se suele inducir al error de considerar siempre más desfavorables las cargas uniformemente repartidas, es más si lo pensamos fríamente, todas las cargas que nos rodean son relativamente repartidas, pero en muchos casos son tan “minimamente repartidas” que nos interesa asimilarlas a una puntual, pero eso es harina de otro costal que puede que desarrollemos en otro post.

Y ya para terminar, indicaros y recordaros que la normativa española de acciones en puentes (IAP), para elementos con cierta entidad, obliga a considerar un “carro de cargas” consistente en 6 cargas puntuales que circulan por el puente por una serie de carriles virtuales así que fijaros la importancia de la carga puntual. Si queréis saber más sobre este tema os remito al post de ESTRUCTURANDO.

En conclusión, nunca subestimes el tamaño de tu rival, te puede dar un susto!!!

Gracias por vuestra atención amigos. Y disculpad mi trivialidad pero ese es el fin de este blog.

P.D.: ¿Os habéis planteado alguna vez lo que es un punto?

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3 Respuestas a “NUNCA SUBESTIMES EL TAMAÑO DE TU CARGA POR MUY PUNTUAL QUE SEA!!

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