14 de enero de 2006

Factor de seguridad

Un par de ideas sobre el mundillo de la construcción.

Este número es muy usado en el diseño de cualquier cosa.
Cuando un arquitecto diseña un edificio, tiene en cuenta estos datos:

- Peso de la estructura
- Peso de lo que haya dentro: personas, muebles, máquinas, etc.
- Cargas debidas a factores externos: viento, nieve, terremotos
- Resistencia de los materiales
- Otras

Imaginemos que queremos construir una vivienda en una parcela. En ese lugar, en los últimos 10 años, la capa de nieve máxima ha sido de 20 cm y los vientos de 100 km/h.

Con esto el arquitecto realiza unos cálculos y establece las dimensiones de los pilares, los materiales que han de emplearse, etc.

Pero ¿y si se ha equivocado en algo? ¿Y si hubo un error en los cálculos? ¿Y si calculó un tejado con 20 cm de nieve y luego viene un año muy frío y caen 30? La estructura se iría abajo. Recurre a un coeficiente de seguridad. Supone en el cálculo que caerá el doble de nieve (40 cm). Así, aunque un día caigan 30 - algo inusual - no pasaría nada. Ha empleado un coeficiente de seguridad de 2 (20 cm * 2 = 40 cm).

Pero, ¿y si hace más viento algún día? Pues lo mismo. Calcula para vientos de 150 km/h.
Pero, ¿y si dos personas se suben al tejado a poner una antena de televisión?. Vale, pues lo tiene en cuenta.
Pero, ¿y si hay un terremoto de 4 en la escala Ritcher? Pues lo calcula también.
Pero, ¿y si el albañil que construye la obra es una chapuzas y echa el hormigón de cualquier manera quedando algunas burbujas de aire en su interior? Nada, nada, lo tiene en cuenta en los cálculos.
Pero, ¿y si el hormigón no fragua de la manera más óptima quedando con algo menos de resistencia?. Más de lo mismo.

Al final resulta que el pilar que tenía que medir 20 cm de lado (400 cm² de sección) ahora tiene 40 cm (1600 cm² de sección). Entonces, si pasara alguna cosa de las mencionadas, el edificio no caería.

Pero hay algo más curioso aún. La probabilidad de que ocurran estas situcaiones simultáneamente.

- Que el vertido del hormigón se haga no muy correctamente: relativamente frecuente.
- Que, además, el hormigón no frague muy bien y la resistencia sea algo menor: menos frecuente
- Que, además, haya un terremoto: Esto, ya, es muy poco probable.
- Que, ademas, nieven 40 cm de nieve: Que ocurra todo esto, es ya dificilísimo.
- Que, encima, hagan vientos de 150 km/h: Casi improbable.

Ahora bien. ¿Creéis que con 40 cm de nieve, vientos de 150 km/h y un terremoto de 4 en la escala Ritcher, van a subirse dos tíos a poner una antena? Jajaj. Me parece que no. Pero aún así, se calcula.

¡Ey!, No te equivoques. Una cosa es curarse en salud y otra es hacer el animal. Tampoco vayamos a poner una viga de 50 cm de espesor para construirle una caseta a nuestro perro. Hay que buscar un equilibrio entre la seguridad y el coste económico.

Lo que pretendo decir es que las construcciones en las que vivimos normalmente son muy resistentes. Aunque salga una grieta del techo al suelo de nuestra casa, no tiene porqué caerse el edificio. Otra cosa es que puedas meter la cabeza dentro de la grieta. Entonces, echa a correr.

Otra cosa relacionada es el nivel de seguimiento de la obra. Si queremos ahorrarnos dinero podemos construir pilares más estrechos. Lo único es que tendremos que vigilar muy de cerca que los materiales se colocan correctamente y no de cualquier manera. Esto es difícil cuando el arquitecto/ingeniero ha de estar controlando muchas obras simultáneamente.

¿Y qué pasa cuando una estructura se cae? Suele ser por alguna de estas causas.
a) El arquitecto/ingeniero no sabe calcular
b) Ha habido un catástrofe natural que se ha llevado media localidad por delante
c) Que todos los que han intervenido en la obra han sido unos chapuceros impresionantes.

Lo de los coeficientes de seguridad también se aplican en naves industriales, máquinas, aparatos eléctricos, etc. Y el coeficiente de seguridad es mayor cuanto más importante sea lo que protege; mientras que en el cable de un ascensor usaremos un coeficiente elevado (hay vidas en juego), en un cable usado para colgar la ropa no.

2 comentarios:

Evoluciones dijo...

Te veo puesto en teoría de estructuras ehhh...jajaja

Sea como sea, en caso de catástrofe, refúgiate o en una comisaría, hospital o edificio así de primera necesidad...los factores de simultaneidad de carga que se usan en estos edificios son mayores que los de las casas normales...es decir, que se tienen en cuenta a la vez un mayor número de hipotesis desfavorables...

Las normativas(en este caso quizá sea la NBE) creo que determinan el valor mínimo de esos coeficientes de seguridad según la zona en que se situe lo que vas a construir y las hipótesis de carga que debes tener en cuenta...pero las normas suelen ser algo muy básico...

Si no recuerdo mal, la norma española cotempla tres casos: El primero solo tiene en cuenta cargas gravitatorias, de uso (habitantes, muebles...) y variables (como nieve) y es de aplicación general. El caso 2, además de las anteriores, tiene en cuenta cargas de viento y térmicas en la estructura (dilatación-compresión de materiales). Y el caso 3 es el que además de las anteriores contempla las sísmicas. Su aplicación creo que depende de la zona donde este lo que construyes, el tipo de construcción (vivienda, fábrica, hospital...) y de lo "fuerte" que quieras hacer la estructura (o del dinero de que dispongas...xD).

Bicholoco dijo...

Sí, demasiadas horas de Teoría de Estructuras. También han sido muchas horas de Construcciones Industriales.
Y también han sido muchas horas de Oficina Técnica (proyectos), leyendo normativas.

Prueba de ello es un post "atocinado" que he escrito y publicaré en un par de días.

Por cierto, Evolucioness. ¿En qué estudias/trabajas?