Trabajo de altura en extructura metalica

FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TRABAJOS DE ALTURA EN
ESTRUCTURA METÁLICA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
CURSO: MECANICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES
DOCENTE: Ing. JUAN DURAND PORRAS
CICLO:IV
2015
INTEGRANTES:
DELGADO ROJAS, EBER
LUJAN CAUTI , KARINA
YAURI CONDOR , JIMMY

TRABAJOS DE ALTURA EN ESTRUCTURA METÁLICA
Durand Porras, Juan Carlos (Docente Asesor)
Delgado Rojas, Eber
Cauti Lujan, Karina
Yauri, Jimmy
Universidad Privada del Norte (UPN), Escuela de Ingeniería Industrial
Volumen Página 2
RESUMEN
En este proyecto se demuestra la aplicación diaria que encontramos en diversas empresas industriales, cuando
laboramos en zonas de riesgo de alturas. El objetivo principal es conocerque tan importante son las leyes de la
física, las fuerzas y las estructuras ya que obteniendo el conocimiento adecuado podremos trabajar sin riesgos a
caídas, golpes o fracturas.
Cuando se realiza trabajos en altura estamos propensos a accidentes y más aún si no conocemos los efectos y
resultados de una caída en altura o cuanto puede soportarun punto de anclaje en una estructura bien realizada.
INTRODUCCIÓN:
Este proyecto está enfocado en conocer algunas definiciones y aplicaciones en la parte teórica
que normalmente dejamos de lado al realizar un trabajo de riesgo en altura, estamos
acostumbrados a trabajar sin el menor conocimiento, las consecuencias que pueden ocasionar
un mal cálculo o desconocimiento producen accidentes irreparables para el trabajador. Por tal
motivo se brindara algunos conceptos básicos y ejemplos para una mejor comprensión del
tema.
https://higieneyseguridadlaboralcvs.files.wordpress.com/2013/05/profesor-de-matematica-resistencia-de-materiales-estatica-
termodinamica-circuitos-fisica-c-lima.jpg?w =446

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MECÁNICA
RESISTENCIA DE MATERIALES
DESARROLLO DEL TEMA:
MECANICA Y RESISTENCIA A LOS MATERIALES
La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza
el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el
tiempo, bajo la acción de fuerzas. Modernamente la mecánica
incluye la evolución de sistemas físicos más generales que los
cuerpos másicos. En ese enfoque la mecánica estudia también
las ecuaciones de evolución temporal de sistemas físicos como
los campos electromagnéticos o los sistemas cuánticos donde
propiamente no es correcto hablar de cuerpos físicos
Los cuatro conceptos básicos utilizados en la mecánica son:
TIEMPO, MASA, FUERZA, ESPACIO
Tiempo: Es la duración de las cosas sujetas a mutación.
Fuerza: Es la fuerza representa la acción de un cuerpo sobre otro cuerpo, puede ser ejercida
por contacto físico o distancia.
Una fuerza se caracteriza por su punto de aplicación, magnitud y su dirección
Masa: Este término se utiliza para dar carácter y comparar los cuerpos.
Espacio: El espacio se asocia con la noción de la posición de un punto X. La posición de X
puede ser definida por tres longitudes medidas desde un punto de origen.
La resistencia de materiales clásica es una disciplina de la ingeniería mecánica, la ingeniería
estructural y la ingeniería industrial que estudia los sólidos deformables mediante modelos

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simplificados. La resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir
esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o
deteriorarse de algún modo.
Un modelo de resistencia de materiales establece una relación entre las fuerzas aplicadas,
también llamadas cargas o acciones, y los esfuerzos y desplazamientos inducidos por ellas.
Generalmente las simplificaciones geométricas y las restricciones impuestas sobre el modo de
aplicación de las cargas hacen que el campo de deformaciones y tensiones sean sencillos de
calcular
En las aplicaciones prácticas el análisis es sencillo. Se construye un esquema ideal de cálculo
formado por elementos unidimensionales o bidimensionales, y se aplican fórmulas
preestablecidas en base al tipo de solicitación que presentan los elementos. Esas fórmulas
preestablecidas que no necesitan ser deducidas para cada caso, se basan en el esquema de
cuatro puntos anterior. Más concretamente la resolución práctica de un problema de
resistencia de materiales sigue los siguientes pasos:
1. Cálculo de esfuerzos, se plantean las ecuaciones de
equilibrio y ecuaciones de compatibilidad que sean
necesarias para encontrar los esfuerzos internos en función
de las fuerzas aplicadas.
2. Análisis resistente, se calculan las tensiones a partir de los
esfuerzos internos. La relación entre tensiones y
deformaciones depende del tipo de solicitación y de la
hipótesis cinemática.
3. Análisis de rigidez, se calculan los desplazamientos máximos a partir de las fuerzas
aplicadas o los esfuerzos internos.
EQUILIBRIO ESTÁTICO:
El concepto de equilibrio, se aplica tanto para cuerpos en reposo respecto de un sistema de
referencia o para cuerpos cuyo centro de masa se mueve con velocidad constante, si el cuerpo
está en reposo, entonces se dice que el equilibrio es estático y si el centro de masa se mueve
con velocidad constante, se habla de un equilibrio dinámico.
CONCEPTOS BASICOS

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CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTATICO
Un cuerpo que está en reposo y permanece en ese estado se dice que se encuentra en equilibrio
estático, es una condición necesaria para que se dé esta situación es que la fuerza resultante
que actúa sobre el cuerpo sea nula, del mismo modo, el centro de masa de un cuerpo rígido
permanece en reposo si la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo es cero, sin embargo,
aunque su centro de masa se encuentra en reposo, el cuerpo puede girar, si esto sucede, el
cuerpo no está en equilibrio estático, por lo tanto, para que se dé la condición de equilibrio
estático, debe cumplirse además que el momento resultante que actúa sobre el cuerpo debe ser
cero respecto de cualquier punto, por lo tanto para que el equilibrio sea estático se debe
cumplir:
La fuerza externa resultante que actúa sobre el cuerpo debe sernula:
El momento externo resultante respecto a un punto cualquiera debe ser nulo:
EQUILIBRIO:
Decimos que un cuerpo se encuentra en equilibrio estático cuando permanece en estado de
reposo ante la acción de unas fuerzas externas. El equilibrio estático se aplica al cuerpo en sí
como a cada una de las partes. Decimos que un cuerpo se encuentra en equilibrio dinámico
cuando responde con un movimiento o vibración (aceleración) controlada de sus partes
(deformación) mas no de su soportes, ante la acción de las cargas generadas por sismo, viento,
motores y en general aquellas excitaciones dinámicas producidas por la carga viva.
Ecuaciones básicas de equilibrio
Las ecuaciones que describen el equilibrio estático son planteadas en la primera ley de Newton
y controlan los movimientos del cuerpo en traslación y rotación.
𝑭𝟏+ 𝑭𝟐 + 𝑭𝟑… = 𝑭𝟏
𝒊=𝒏
𝒊=𝟏
= 𝟎
𝑴𝟏+ 𝑴𝟐 + 𝑴𝟑… = 𝑴𝟏
𝒊=𝒏
𝒊=𝟏
= 𝟎

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Dos ecuaciones vectoriales que se convierten en seis ecuaciones escalares, tres de traslación
y tres de rotación.,
Estas tres corresponden a tres posibles formas de desplazamiento, es decir, tres grados de
libertad del cuerpo y
Corresponden a tres grados de libertad de rotación
LEYES DE NEWTON:
Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres
principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por
la mecánica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que
revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo
PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA
https://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjmsdWX9tvJAh
XFJCYKHbyzDeMQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fdagonsan.blogspot.com%2F&bvm=bv.109910813,d.dmo&psig=AFQjCNH
g2PWyqfIfDzUQJYZCwn1XYWYPQw&ust=1450202161168266
𝑴 = 𝟎 𝒀 𝑭 = 𝟎
𝑭𝒙 = 𝟎, 𝑭𝒚 = 𝟎 , 𝑭𝒛 = 𝟎
𝑴𝒙 = 𝟎, 𝑴𝒚 = 𝟎 , 𝑴𝒛 = 𝟎

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SEGUNDA LEY DE NEWTON: ACELERACIÓN
https://jpfisicaecci2013.files.wordpress.com/2013/04/ley-2fisica.gif?w=300&h=169
TERCERA LEY DE NEWTON: ACCIÓN Y REACCIÓN
https://vallyblog.files.wordpress.com/2013/05/tercera-ley-de-newton.gif

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FUERZAS
Es cualquier esfuerzo o influencia que hace que se altere el estado de reposo o de movimiento
de cualquier cuerpo pudiendo dar aceleración, modificando su velocidad y sentido de
movimiento, o el sentido de su movimiento. En el Sistema Internacional de Unidades,
la unidad de medida de fuerza es el newton que se representa con el símbolo: N. El newton es
una unidad derivada del SI que se define como la fuerza necesaria para proporcionar
una aceleración de 1 m/s² a un objeto de 1 kg de masa.
http://www.monografias.com/trabajos99/materia-fuerza/img13.png

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TEOREMA DE LAMY
Si un cuerpo rígido en equilibrio se encuentra sometido a la acción de
tres (3) fuerzas, estas deben ser coplanares y sus líneas de acción deben
ser concurrentes.
La razón por la que las tres fuerzas deben ser coplanares es bastante
simple. Si no fuese así, no se cumpliría la primera condición de
equilibrio.
Además, al graficar las 3 fuerzas a partir de un origen común se cumple
que el módulo de cada fuerza es proporcional al seno de su ángulo
opuesto.
NOTA: Cuando un cuerpo rígido en equilibrio se encuentra sometido a la acción de tres
fuerzas concurrentes, el módulo de cada una es directamente proporcional al seno de su
respectivo ángulo opuesto.
ESTRUCTURAS
Las aplicaciones que se dan con mucha frecuencia es en el área de estructuras como en la
ingeniería civil
Llamamos estructura a un conjunto de elementos capaces de aguantar pesos y cargas sin
romperse y sin apenas deformarse.

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Basta con mirar a nuestro alrededor para encontrarnos todo tipo de estructuras. Algunas de
ellas son creadas por la naturaleza y por tanto las denominamos estructuras naturales. El
esqueleto de un ser vertebrado, las formaciones pétreas, el caparazón de un animal o la
estructura de un árbol son algunos ejemplos de este tipo de estructura.
Otras han sido diseñadas y construidas por el hombre para satisfacer sus necesidades a lo largo
de su evolución, las llamaremos estructuras artificiales. Los ejemplos más usuales de este tipo
de estructuras son los puentes y edificios, pero las podemos encontrar en la mayoría de los
objetos realizados por el hombre.
http://humbertomosquera.com.co/images/img13230070.jpg
ESFUERZOS EN LAS EXTRUCTURAS
Tracción.- un elemento está sometido a un esfuerzo de tracción cuando sobre él actúan fuerzas
que tienden a estirarlo. Los tensores son elementos resistentes que aguantan muy bien este
tipo de esfuerzos
Compresión.-Un cuerpo se encuentra sometido a compresión si las fuerzas aplicadas tienden
a aplastarlo o comprimirlo. Los pilares y columnas son ejemplo de elementos diseñados
para resistir esfuerzos de compresión
Flexión.- Un elemento estará sometido a flexión cuando actúen sobre las cargas que
tiendan a doblarlo. A este tipo de esfuerzo se ven sometidas las vigas de una estructura

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Torsión un cuerpo sufre esfuerzos de torsión cuando existen fuerzas que tienden a retorcerlo.
Es el caso del esfuerzo que sufre una llave al girarla dentro de la cerradura
.com/wp-content/uploads/2012/02/Curso-Resistencia-de-Materiales-Ing.-Jaime-Domingo-
Santillana.jpg
http://civilgeeks.com/wp-content/uploads/2012/02/Curso-Resistencia-de-Materiales-Ing.-Jaime-
Domingo-Santillana.jpg
http://ocw.uc3m.es/mecanica-de-medios-continuos-y-teoria-de-estructuras/elasticidad-
resistencia-de-materialesii/preroturasim.png

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tp://www.e-carbones.com.ar/site/assets/files/1066/trussceram.600x0.jpg
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Se conoce como trabajo en altura a aquellos trabajos que son realizados a una altura como
mínima a dos metros tanto como en estructura metálicas plataforma cubiertas postes etc.
, ya sea para reparación, restauración de edificios, mantenimiento reparación,
construcción, limpiezas especiales .
Este tipo de trabajo se tiene que llevas con las condiciones de seguridad apropiadas tanto
como los EPPs y las instrucciones y capacitaciones adecuadas bajo supervisión
La operación se encuentra en equilibrio, la persona tiene 90 kg de masa y la constante elástica
del amortiguador de la línea de vida es K= 200 N/m, según muestra la figura el ángulo es ϕ=
40°. (a= 5, b=4; g= 10m/s2). Determinar:
a) La deformación en el amortiguador de línea de vida.
b) La tensión en la cuerda AB
c) La tensión en la cuerda BD
d) La tensión en la cuerda BC
TEMA A TRATAR - TRABAJOS DE ALTURA EN ESTRUCTURA METÁLICA
CASO N°1: REPARACIÓN DE ESTRUCTURA METALICA

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900N
A
B
b
aC
D
E𝛉
1
2
0
°
PUNTO DE ANCLAJE
EQUILIBRIO: F = 900 N
FORMULA: F = K.X
900 = 200.X
X = 4.5m
90Kg
ESTRUCTURA
EJECUCIÓN DEL PROBLEMA
90 Kg
900 N
Peso =mg

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tan α =
4
5
α = 38.66
c).-
d).-
TAE
F =900 N
140°
90° 90°
𝛉=40°
120°
TAB
sin 90
=
900
sin 140
TAB =1400.15 N
4
0
°
5
0
°
TBC
sin66,86
=
1400.15
sin141.34
TBC = 2 061.00 N
TAB
TAB
TBC
TAB
141.34
𝛉=40
120°
𝛂=38.66
140°
C
TAB
A
TAB
E
TAB
B
TAB
D
TAB
TAB
B
TAB
TBD
sin 140
=
1400.15
sin141.34
TBD = 1440.70 N
𝜶
TAB
TAB

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Cauti Lujan, Karina
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Volumen Página 16
CASO 2: REPARACIÓN DE ESTRUCTURA METALICA
La operación se encuentra en equilibrio, la persona tiene 50 kg de masa y la constante
elástica del amortiguador de la línea de vida es K= 320 N/m, según muestra la figura el
ángulo es ϕ= 30°. (g= 10 m/s2, a= 4, b=3). Determinar:
c) La tensión en la cuerda BD
d) La tensión en la cuerda BC
EJECUCIÓN DEL PROBLEMA:
A
B
ESTRUCTURA
b
aC
D
E𝛉
1
2
0
°
PUNTO DE ANCLAJE
a=4
b=3
30°
50 Kg

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50 Kg
500
500
Peso =m.g
b) la tensión en la cuerda AB
EQUILIBRIO : F = 500 N
FORMULA: F= K.X
500 = 320 X
X= 1,562 m
TAE
F = 500 N
150°
90° 90°
𝛉=30°
120°
TAB
sin 90
=
500
sin 150
TAB = 1 000 N
TAB
TAB
A
TAB E
TAB
B
TAB
TAB
TAB

Delgado Rojas, Eber
Cauti Lujan, Karina
Yauri, Jimmy
Volumen Página 18
tan α =
3
4
α = 36,86
c).-
d).-
3
0
°4
0
°
TBC
sin66,86
=
1 000
sin143,14
TBC = 1534,93N
TBC
TAB
TAB = 500 N
TAB
TBD
TAB
143,14°
𝛉=30
120°
𝛂=36,86
150°
C
TAB
D
TAB
A
TAB
B
TAB
TBD
sin 150
=
1 000
sin143,14
TBD = 833,53 N
𝛼

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CONCLUSIONES
En nuestra vida cotidiana aplicamos los diferentes conceptos de la física y hemos elaborado
ejercicios que consisten en trabajos de riesgo en altura, hay que tener muy en cuenta que se
requiere de la mayor seguridad cuando se trabaje en altura.
Debemos concientizar de usar el equipo de protección individual (EPI) y tener muy en cuenta
las medidas de seguridad ya que el trabajador está expuesto a riesgo de caídas que son muy
frecuentes cuando trabajamos en altura.
Es requisito recibir una capacitación antes de utilizar cualquier tipo de equipo de protección
personal contra riesgo de caída de altura.
Nosotros como estudiantes y futuros ingenieros debemos de conocer la seguridad industrial
saber su importancia y así mismo aplicar nuestros conocimientos académicos de ingeniería.

Delgado Rojas, Eber
Cauti Lujan, Karina
Yauri, Jimmy
Volumen Página 20
FUENTES BIBLIOGRAFICAS
PAUL A, Tipler. FÍSICA PARA LA CIENCIA Y LA TECNOLOGÍA .Decima edición.VOL.1.2005.
FUENTES ELECTRONICA.
En internet. (En línea) http://civilgeeks.com/tag/problemas-resueltos-de-resistencia-de-
materiales/
En internet. (Enlínea) http://chttp://aplicabilidaddepoleas.webnode.com.co/news/estatica-
en-las-estructuras/ivilgeeks.com/2012/02/10/manual-de-resistencia-de-materiales-ing-
jaime-domingo/
DATOS DE CONTACTO
1.-Duran Porras, Juan Carlos (Docente Asesor) Universidad Privada del Norte: jdu@upnorte.edu.pe

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