2.2. Process Characterization
2.2.1. E-Yarns
2.2.1.2. Spinning Technologies for E-Yarn Formation
Disponiendo de todos los resultados de capacidades de carga de la viga estudiada en dos estados de conservación nueva y deteriorada, se construyó una gráfica que visualizara las diferencias existentes.
Comparación de las capacidades de carga de la viga en estado nuevo y deteriorado 0 100 200 300 400 500 600 700 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0 Deformación (m) Ca rg a (KN /m ) Capacidad de carga del puente SIN deterioros Capacidad de carga del puente CON deterioros Gráfico 13–Curva carga-deformación para los dos estados de conservación
La gráfica 13 corrobora que la capacidad de carga del puente en estado nuevo es mayor que en estado deteriorado.
En la tabla 27 se muestra las diferencias de capacidad portante de la viga nueva y deteriorada atendiendo a dos parámetros de evaluación.
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Tabla 27–Tabla resumen de los valores de capacidad portante de la viga en dos estados de conservación y atendiendo a dos parámetros de evaluación QE (KN/m) Modelación [f] QE (KN/m) Modelación (linealidad) Puente SIN deterioros 235.850 503.216 Puente CON deterioros 182.60 403.66 % de diferencia 22.58 19.78
De la tabla y el gráfico anterior es posible afirmar que la pérdida de capacidad de carga estimada es de un 20%.
3.9 Conclusiones del capítulo III
1. Se calibró un modelo para la locomotora ALCO usando como parámetro de calibración los resultados del ensayo de carga. Se obtuvo una diferencia de 3.70 % en cuanto a la deformación en el centro de la luz.
2. Para el tren crítico las tensiones no exceden el límite de fluencia. Los máximos valores modulares obtenidos son 107.80 Mpa para las tensiones de Von Mises, 128.40 Mpa en la flexión y 23.81 Mpa para las tensiones originadas por el cortante.
3. En cuanto a las deformaciones se observó que el valor máximo manifestado es de 4.71 mm en el centro de la luz y, por tanto, no excede el valor permisible de 23.0 mm.
4. El tren crítico puede circular por el puente sin ninguna limitación por concepto estructural.
5. La capacidad de carga estimada en términos de carga equivalente es de 182.6 Mpa por concepto de flecha permisible, mientras que según el criterio de linealidad es de 403.66 Mpa. Ambos valores son superiores a las capacidades de carga calculadas por el Método de Estados Límites y el de Tensiones Admisibles por lo que se puede afirmar que estos métodos analíticos subestiman la capacidad portante de la estructura.
6. A partir de la modelación de la estructura se ha podido establecer el porciento de pérdida de capacidad de carga que ha experimentado la viga debido a los deterioros que la han estado afectando. Inicialmente el valor de capacidad portante era de 235.85 Mpa según criterio de flecha permisible y en la actualidad de 182.6 Mpa, para un porciento de pérdida de 22.58 %. Atendiendo al parámetro de linealidad del material, la capacidad portante de la viga en estado nuevo fue de 503.22 Mpa, valor que decreció en un 19.78 % ya que el valor actual es de 403.66 Mpa.
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1. Mientras que en el diseño de una estructura la incertidumbre se encuentra del lado de la carga, en la evaluación o revisión se halla del lado de la resistencia, puesto que se requiere determinar las propiedades del material y que se conocen mejor las cargas a las que está sometida.
2. A través de todos los análisis efectuados es posible aseverar que el tren crítico puede circular por el puente sin ninguna limitación por concepto estructural. La causa que provoca el cabeceo transversal al paso de los trenes es el mal funcionamiento del sistema de arriostramiento vertical y horizontal, debido a la ausencia de algunos de estos elementos y el mal estado de otros. 3. La capacidad de carga obtenida por la modelación, en términos de carga equivalente, es de
182.6 Mpa por concepto de flecha permisible, mientras que según el criterio de linealidad es de 403.66 Mpa. Ambos valores son superiores a las capacidades de carga calculadas por el Método de Estados Límites y el de Tensiones Admisibles por lo que se puede afirmar que estos métodos analíticos subestiman la capacidad portante de la estructura.
4. Se hace necesario fijar la capacidad portante de la estructura a través del criterio de flecha permisible ya que la deformación excesiva afecta a zonas del puente y provoca daños en la superestructura del puente.
5. Ha quedado demostrado que la modelación computarizada, con el empleo de métodos numéricos como el MEF, es una valiosísima herramienta para el análisis de estructuras de nuevo diseño y estructuras en pie que necesitan ser revisadas.
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1. Extender el uso de la modelación computarizada con el uso de herramientas numéricas como el MEF, a problemas de la ingeniería en nuestro país, pues aporta beneficios como permitir la simulación e investigación de experimentos imposibles de realizar en Cuba por sus costos o falta de equipamiento; y conocer el comportamiento de estructuras y materiales con un alto nivel de precisión.
2. Realizar estudios más profundos del material componente de la estructura a fin de obtener las curvas de Tensión-Deformación para su mejor caracterización.
3. En el aspecto del mallado de un modelo con el software Abaqus, se recomienda la utilización de elementos hexaédricos por ser con los que se obtienen los resultados más precisos.
4. Para puentes metálicos de similar peralto y longitud se recomienda utilizar mallas con una densidad de 15 cm.
5. Acometer siempre estudios de optimización o de sensibilidad con el objetivo de determinar el tipo de elemento que se adapta mejor al modelo específico, así como la densidad de la malla.
6. Construir una base de datos para trabajos futuros que contenga las propiedades de los aceros más comunes en los puentes de nuestro país, agrupados por compañía productora y composición química. Ello posibilita una mejor descripción del material, rapidez en la confección de los modelos y la posibilidad de arribar a comparaciones en el comportamiento de una y otra estructura.
7. La capacidad de carga a establecer debe ser aquella obtenida por el criterio de flecha permisible, puesto que, deformaciones excesivas provocan el incorrecto funcionamiento de la superestructura del puente al pasar los vehículos por él, afectando a elementos o zonas del puente.
8. Aunque se halla demostrado a través de los cálculos que los trenes pueden circular por el puente Ochoa, se recomienda realizar trabajos de refuerzo en la estructura, puesto que existen zonas de alta concentración de tensiones. Se debe además restituir el sistema de arriostramiento para eliminar el cabeceo transversal detectado.
9. Con la ayuda de los modelos creados se verificó que con variar sólo una de las condiciones de apoyo los resultados tenso-deformacionales de la estructura variaban significativamente. Se recomienda no utilizar las condiciones de apoyo clásicas como empotramiento y simple apoyo, sino describir detalladamente lo que ocurre en cada una de las uniones y caracterizar los tipos de interacciones mediante coeficientes de fricción, tensiones tangenciales y normales y variando los ejes restringidos una vez aplicada la carga.
10. Se recomienda en futuros trabajos realizar la modelación de las dos vigas del puente, así como los demás elementos componentes con el objetivo de realizar estudios estructurales más integrales.
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1. Cardona, R. D. P. M. (2007). Propuesta de metodología para el diagnostico patológico de puentes metálicos de ferrocarril.
2. Islain, G. C. (2005). Estudio preliminar para el establecimientode una metodología de investigación integral y sistémica para el diagnóstico de puentes metálicos de ferrocarril. Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Construcciones. Santa Clara, Cuba, Universidad Central de Las Villas. 3. Ranero, A. O. (2003). Apuntes sobre el diagnóstico patológico y la evaluación del estado técnico
de edificación. Santa Clara, Cuba, Universidad Central de Las Villas.
4. Recarey, C. A. Desarrollo de técnicas de avanzada para la investigación de puentes y la experiencia cubana en su aplicación. Santa Clara, Cuba, Universidad Central de Las Villas-Unión de Ferrocarriles de Cuba.