Los archivos que componen este blog tratan de reunir las siguientes propiedades: 1º) hacer referencia a una situación real, técnica o física, obra ingenieril u objeto singular, tecnología de carácter industrial o descubrimiento en el campo de la ciencia. 2º) aportar "cultura científica". 3º) estar dotados de un fuerte contenido físico o matemático. Por su concepción, es un blog "sin fin", donde una traslación en el tiempo nos haría encontrar en sus archivos finales, estudios futuros.

lunes, 25 de abril de 2016

Puente pórtico.

Un claro ejemplo de un dintel aporticado con las pilas que lo sustentan es el puente pórtico. En este tipo de puentes, la intención al aporticar, es reducir los momentos flectores que se producen en el puente gracias al empotramiento parcial que le proporcionan la rigidez de las pilas.

El puente pórtico reduce la ley de momentos flectores de una viga apoyada a otra continua, siempre que se cumplan dos condiciones: que el dintel y la pila se empotren entre sí y el terreno presente una gran rigidez a las fuerzas horizontales que le transmiten las pilas del pórtico. Con un terreno blando las pilas se abrirían, desaparecerían o se reduciría el empuje horizontal y la ley de momentos tendería de nuevo a la de la viga bi-apoyada.
La inclinación de las pilas cumple por su parte, una doble función. Reduce, en primer lugar, la luz central del dintel, aunque a la vez introduce una componente axil significativa en el tramo central del dintel (ver problema). La segunda función que cumple es la de conseguir un empotramiento más perfecto del vano central, el cual se compensa por continuidad de los vanos laterales del dintel.

Puente pórtico.


Podemos concluir lo siguiente de cara al diseño de un puente de estas características:

1) Los puente pórtico encuentran en la coacción del suelo a los movimientos horizontales, las fuerzas horizontales que reducen su ley de momentos flectores, además de someter el vano central del dintel a una carga axil. Por esta razón, deben colocarse siempre en terrenos muy rígidos para reducir al máximo los movimientos horizontales. Las reacciones horizontales son elevadas.

2) La relación H/L es una variable especialmente significativa. Con valores pequeños se pierde la eficacia buscada. 

3) Hay transmisión de momentos flectores entre tablero y pilas. Los movimientos impuestos introducen flexiones altas en pilares.

4) La relación entre el canto en el apoyo y en el centro del vano en puentes pórtico de canto variable, debe ser más pequeña que en puentes continuos, dado que casi todos los efectos secundarios debidos a movimientos horizontales de los apoyos o a acortamientos del dintel tienden a aumentar los momentos positivos. Por lo tanto, permiten una reducción en el canto del tablero (en general pequeña).

5) Constituye una buena práctica constructiva, tanto más necesaria cuanto el puente sea más grande, interponer gatos activos en el centro del vano o entre la cimentación y las pilas con el fin de producir la deformación elástica horizontal del suelo sin que ésta repercuta en el estado tensional del puente. Si bien este tipo de puentes son más difíciles de construir

6) Son puentes estéticos.

Elementos de la estructura del puente: tablero, pilas inclinadas, pilares, estribos y cimentación.

A continuación se detalla el cálculo de la estructura de un puente pórtico
Obsérvese cómo aparece una carga axil significativa en el vano central del dintel, y cómo las pilas inclinadas están sometidas a esfuerzos de flexión muy importantes, con valores máximos de momentos flectores precisamente en los nudos de empotramiento con el dintel.








domingo, 24 de abril de 2016

Paseo por lagunas de origen glaciar. Sierra de Neila.

Hace 2 millones de años en el Pleistoceno los glaciares cubrían la cuarta parte de la Tierra. La zona de Neila y la sierra de la Demanda, también estaban cubiertas por los hielos y su relieve se caracterizaba por tener cumbres más elevadas y valles con más pendiente que los existentes hoy.
El desarrollo de glaciares se vio favorecido por la configuración topográfica preglaciar, con planicies alomadas y vertientes expuestas. La acción glaciar se centró en estas vertientes cuya orientación recibía menos insolación.  
En su lento fluir, las masas de hielo de los glaciares desencadenaron una denudación general en cumbres y laderas, arrancando una ingente cantidad de rocas que quedaban empastadas en los hielos (ablación). 
Hoy, pasada la última glaciación y gracias a la fusión de los glaciares, estos depósitos y formas son observables. Se aprecian restos de glaciares como circos, valles, morrenas, turberas y lagunas...evidencias últimas de la fusión de hielos perpetuos.

Como el relieve de la zona está muy definido por su estructura geológica, los materiales se dispusieron en secuencias repetidas de capas duras y blandas. Tiene lugar una alternancia de areniscas, conglomerados, cuarcitas y algunos niveles arcillosos. 
Al ser más duras y resistentes que las areniscas, las cuarcitas (areniscas metamorfizadas) forman las cornisas y resaltes rocosos donde se instalan los circos glaciares. Los circos glaciares, de reducidas dimensiones, muestran un glaciarismo poco desarrollado pero suficiente para definir la geomorfología de las altas cumbres. Los circos se localizan escalonados aprovechando la diferente resistencia litológica del "frente de cuesta", resultando un modelado en graderío. En varios de los circos se produce una sobreexcavación que explica la presencia de las pequeñas lagunas (laguna Negra y laguna Larga) a las que se añaden otras lagunas cuyos cierres morrénicos fueron recrecidos de forma artificial. 

Sobre las formaciones anteriores, aparecen numerosos depósitos de origen glaciar y periglaciar cubriendo amplias extensiones. Estos procesos sedimentarios han configurado formas de depósito con materiales poco consolidados (morrenas, coluviones, canchales, bloques erráticos...); flujos intermitentes de materiales en caída hacia el fondo de los valles debido a la pérdida de estabilidad del macizo al disminuir la cohesión de los fragmentos, activada sobremanera por agua intersticial en los periodos de lluvias o deshielo.  

La acción hielo-deshielo sobre las fisuras de las rocas, fragmenta los bloques de conglomerados y cuarzoarenitas que construyen los escarpes de los circos, movilizando los bloques por las vertientes, generando derrubios, canchales y avalanchas.  Los desprendimientos por gravedad son activos en los cantiles y laderas. La acumulación de fragmentos de roca (bloques, cantos y arena) y material fino de alteración (limos y arcillas) por rotura debidas a cuñas de hielo y otros procesos de meteorización, se desprenden del sustrato rocoso y tapizan las vertientes, recubriéndolas con espesores variables en un sistema en cascada de transferencia de materia y energía.

Los sedimentos de las lagunas, deposiciones lacustres de tipo glaciar y las turberas, han sido estudiadas en su composición, estructura, textura... dando información de las condiciones ambientales que las originaron. 
Así por ejemplo, el estudio del polen encerrado en los sedimentos, ha permitido inferir el tipo de vegetación existente en épocas anteriores, su variación y con ello el tipo de clima que imperaba.