Diseño y construcción de un puente de tallarines

1. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y MECÁNICA
CARRERA DE INGENIERÍA AUTOMOTRÍZ
TEMA :
DINEDISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DEL PUENTE DE TALLARINES
ESTUDIANTE:
CAMILA QUINTEROS
NRC:
8104
ING:
ING. DIEGO PROAÑO MOLINA MSC.

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OBJETIVOS
Objetivo General:
• Construir un puente de tallarines que se capaz de soportar 250N aplicada dicha
fuerza en el centro de gravedad por medio de una varilla entre cruzada en el
centro del puente de tallarín y un dinamómetro que se capaza de soportar los
250N de Fuerza.
Objetivos Específicos:
• Por medio del Dinamómetro verificaremos cuanto nos soporta el puente de
tallarines ejerciendo una fuerza de 250N
• Observar la distribución de fuerzas del puente que presenta rigidez y estabilidad
• Calcular la fuerza que ejerce en los diferentes nodos de puente de tallarín
• Relacionar la teoría de errores con el peso que se va a trabajar y la constante de
elasticidad del dinamómetro, para validar los resultados con un error porcentual
menor al 2 por ciento

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EQUIPO Y MATERIALES
Tabla 1. Equipo y Materiales de la Práctica del puente de tallarines
Material Características Cantidad Código
a) Fideos (Barilla) Fideo Comestible de 1 S/N
a)
Brujita
Pegamento industrial con
pegado y secado rápido
1 S/N
a) Bicarbonato
Polvo Químico para más
efectividad al pegado
1/2 S/N
a)
Regla
Longitud máxima de Medida
30cm
1 S/N
a)
Flexómetro
Longitud máxima de Medida 5
m y su grado de precisión es de
1mm 1 S/N
a)
Lija
Objeto de grano delgado,
anguloso, quebradizo y no
mucha durabilidad
2 S/N
a) Carga Agua 25L S/N
a)
Balde
Es un recipiente que permite
almacenar el agua
1 S/N
i)
Ligas
Ligas plásticas, encargada de
unir los tallarines
1 S/N
j)
Tijera Objeto para cortar los fideos 1 S/N
k)
Balanza digital
Capacidad máxima de
Carga 10000 g y precisión
de 1g
1 S/N

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Tabla 2. Equipo y Materiales de la Práctica del Dinamómetro
Material Características Cantidad Código
a) Resorte Muelle elástico de 9cm 1 S/N
b) Jeringuilla De 60cc 1 S/N
c)
Gancho
Gancho metálico que se
conecta en el resorte
1 S/N
d)
Argolla
Argolla metálica que se
coloca en la parte superior
del dinamómetro
1 S/N
e)
Cinta Métrica
Para medir el estiramiento
del resorte
1 S/N
f)
Estilete
Objeto para cortar la
jeringuilla
1 S/N
g)
Tabla Tríplex
Es de madera y sus
dimensiones es( 14cm x
20cm)
1 S/N
h)
Cargas
Fundas de Azúcar con peso
determinado
25 S/N
i)
Alicate
Objeto utilizado para dar
presión al resorte
1

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MARCO TEÓRICO
1. Qué es un Puente?
• El puente es la metáfora perfecta de la unión entre las partes, de la comunicación, del intercambio y
del progreso. También significa el paso o tránsito hacia el otro lado, hacia lo desconocido, con toda
la carga de magia y misterio que lo rodea. Es la victoria de la razón sobre las fuerzas de la
Naturaleza, aunque para otros es fruto de la intervención del maligno

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MARCO TEÓRICO
2. Estructura
• Es un conjunto estable de elementos resistentes de una construcción con la finalidad de soportar
cargas y transmitirlas, para llevar finalmente estos pesos o cargas al suelo. Esto es, un conjunto
capaz de recibir cargas externas, resistirlas internamente y transmitirlas a sus apoyos. El suelo es
por último quien recibe todos los efectos producidos por estas fuerzas. La estructura tendrá
entonces forma y dimensiones, constituida por un material apto para resistir (hormigón, madera,
acero, etc),

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MARCO TEÓRICO
3. Partes de un Puente
Constan fundamentalmente de dos partes:
• La superestructura
Conformada por: tablero que soporta directamente las cargas; vigas, armaduras, cables, bóvedas,
arcos, quiénes transmiten las cargas del tablero a los apoyos. Además, es la parte del puente donde
actúa la carga móvil y está constituido por:
• Losa del tablero
• Vigas longitudinales y transversales
• Aceraras y pasamanos

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MARCO TEÓRICO
3.1 La subestructura
Conformada por: pilares (apoyos centrales); estribos (apoyos extremos) que soportan directamente la
superestructura; y cimientos, encargados de transmitir al terreno los esfuerzos.
Otro concepto que tenemos es que es la parte del puente que se encarga de transmitir las solicitaciones
al suelo de cimentación, y está constituida por:
• Estribos
• Pilas
• Muros de ala

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MARCO TEÓRICO
4. Formas que Adoptan los Puentes Según sus Esfuerzos
Puentes de viga Puentes colgantes Puentes atirantados
Puentes de arco

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MARCO TEÓRICO
5. Nodos
• Qué es?
Los nodos son las conexiones entre cada miembro. Las fuerzas que actúan sobre ellos se reducen a un
solo punto, porque son mismas fuerzas trasmitidas desde los ejes de los miembros. A través de los
nodos nunca se puede atravesar un miembro, las conexiones en los nudos están formadas usualmente
por pernos o soldaduras en los extremos de los miembros unidos a una placa común llamada placa
unión.

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MARCO TEÓRICO
5.1 Nodos en los Puentes
Los nodos o método de los nudos, consiste en el planteamiento de equilibrio mecánico de cada uno de
los nodos o nudos de una armadura simple. Un nodo es cada uno de los puntos donde concurren dos o
más barras

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MARCO TEÓRICO
6. Dinamómetro
• ¿Qué es?
El dinamómetro es un instrumento para medir fuerzas. Los orígenes del dinamómetro se remontan a
finales del siglo XVII cuando su inventor, el físico Isaac Newton, ideo una herramienta capaz de
medir la fuerza y el peso de los objetos a partir de la Ley de Elasticidad de Hooke.
• Tipos de Dinamómetros
Dinamómetros mecánicos
Dinamómetros electrónicos

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MARCO TEÓRICO
5. Nodos
• Qué es?
Los nodos son las conexiones entre cada miembro. Las fuerzas que actúan sobre ellos se reducen a un
solo punto, porque son mismas fuerzas trasmitidas desde los ejes de los miembros. A través de los
nodos nunca se puede atravesar un miembro, las conexiones en los nudos están formadas usualmente
por pernos o soldaduras en los extremos de los miembros unidos a una placa común llamada placa
unión.
• Tipos de Dinamómetros

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MARCO TEÓRICO
5.1 Ley de Hooke
La ley de Hooke establece que el alargamiento de un muelle es directamente proporcional
al módulo de la fuerza que se le aplique, siempre y cuando no se deforme permanentemente dicho
muelle.
• Fórmula
F = -k . ΔL

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PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
• Longitud del puente = 50 cm.
• Ancho del puente = 15 cm.
• Altura del puente= NO DEFINIDA
• Masa mínima del puente = 250 g.
• Peso mínimo de resistencia = 250N.
• Masa máxima del puente = 255 g + 2%.
• Peso máximo de resistencia = libre
• Aplicación de la carga = En el centro de gravedad de la base del puente

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PROCEDIMIENTO DE ARMADO
Puente de tallarines
• Seleccionamos nuestros tallarines en este caso marca Barrilla
• Pesamos la cantidad del fideo que vamos a utilizar, teniendo en cuenta su peso, que seria entre los 250g a los 255g
• Utilizamos los tallarines para conformar las vigas, estas barras estarán formadas entre 5 y 10 tallarines, medimos
nuestros tallarines, dependiendo de la medida que va a ser estructurada, si sobrepasa la medida cortamos con la tijera
• Colocamos los fideos uno encima de otro y utilizamos las ligas para darle la formación de las vigas
• Con la Brujita y el Bicarbonato comenzamos a pegar cada fideo formando las vigas
• Esperamos a que se seque y una vez secado lijamos para que estén uniformes y pegaos las vigas dependiendo la
medida como base
• Hacemos el mismo procedimiento con las medidas a utilizar para darle la formación a nuestro puente
• Una vez realizado nuestro puente procedemos a pesar en la balanza

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Dinamómetro
 Al iniciar con nuestro experimento hacemos una abertura a nuestra jeringuilla en la parte superior
 Posteriormente colocamos el resorte en la jeringuilla dándole presión con el alicate hasta que entre en la abertura
 Una vez realizada sellamos la abertura con brujita y bicarbonato y posteriormente colocamos la argolla sobre la punta
del resorte
 Hacemos una platina para poner abajo del resorte para que ahí pueda ingresar el gancho
 Seguidamente colocamos nuestro dinamómetro sobre la tabla tríplex y la pegamos sobre ella
 Finalmente colocamos una cinta métrica desde la longitud final de nuestro dinamómetro para ver cuanto se va
estirando dependiendo la masa

18. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
PROCEDIMIENTO DE UTILIZACIÓN
Realización del ensayo
Puente de tallarines
 Colocamos dos bases en la cual van sostener al puente
 Colocamos en la mitad del puente una varilla de 23
cm en la cual se colocará el dinamómetro
 Se coloca el balde en el gancho del dinamómetro
 Llenamos en el interior del balde los pesos iniciales
 Llenamos el resto del balde con agua hasta alcanzar
los 250N de Fuerza
 Se observa y posterior se retira el balde con cuidado

19. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
Realización del ensayo
Dinamómetro
 Una vez armado el dinamómetro, se coloca la carga en el
gancho del dinamómetro
 Se observa el valor que señala y se toma nota el
estiramiento del resorte
 Se retira la carga del dinamómetro
 Preparamos otra carga con otro peso en el próximo ensayo
y probamos que el resorte no tenga algún tipo de
deformación
 Finalmente, el resorte tiene la capacidad de soportar un
peso de 250N
PROCEDIMIENTO DE UTILIZACIÓN

20. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
CÁLCULOS DE ERRORES
DATOS:
Tabla 3. Parámetros físicos
CÁLCULO DE ERRORES:
Tabla 4. Variación de la longitud
Tabla 6. Valor promedio
𝑥 =
𝑖=1
𝑛 𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥𝑛
𝑛
Parámetro físico Dimensión Símbolo Unidades
Masa M m kg variable
Longitud L l m 0.078
Fuerza ML2T-2 𝐹 N variable
Gravedad T-2 g m/s2 9,807
Volumen L3 V m3 -
N° Ejecuciones Masa (kg) Longitud resorte (m) X comprime el
resorte(m)
1 20 0.09 0,048
2 20 0.09 0,047
3 20 0.09 0,048
4 20 0.09 0,048
5 20 0.09 0,049
6 20 0.09 0,048
7 20 0.09 0,047
8 20 0.09 0,049
9 20 0.09 0,048
10 20 0.09 0,0047
N° Ejecuciones Masa (kg) Longitud resorte
(m)
X comprime el
resorte(m)
k (
N
m
)
1 20 0.09 0,048 4086,16
2 20 0.09 0,047 4173,1014
3 20 0.09 0,048 4086,16
4 20 0.09 0,048 4086,16
5 20 0.09 0,049 4002,7671
6 20 0.09 0,048 4086,16
7 20 0.09 0,047 4173,1014
8 20 0.09 0,049 4002,7671
9 20 0.09 0,048 4086,16
10 20 0.09 0,048 4086,16
Tabla 5. Variables físicas constante de elasticidad
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖
𝐸𝑎𝑏𝑠
345,1068/10
34,51
068

21. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
CÁLCULOS DE ERRORES
Tabla 7. Calculo del Error Absoluto
𝑎𝑏𝑠 =
𝑖=1
𝑛 𝐸𝑎𝑏𝑠1 + 𝐸𝑎𝑏𝑠2+𝐸𝑎𝑏𝑠𝑛
𝑛
Tabla 8. Promedio de Error absoluto
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖 = 𝑥 − 𝑥𝑖
Valor
Valor
Promedio
Error
Absoluto
4086,16 4086,8997 0,7397
4173,1014 4086,8997 86,2017
4086,16 4086,8997 0,7397
4086,16 4086,8997 0,7397
4002,7671 4086,8997 84,1326
4086,16 4086,8997 0,7397
4173,1014 4086,8997 86,2017
4002,7671 4086,8997 84,1326
4086,16 4086,8997 0,7397
4086,16 4086,8997 0,7397
𝐸𝑎𝑏𝑠𝑖
𝐸𝑎𝑏𝑠
345,1068/10
34,51
068

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Tabla 9. Calculo del Error Relativo Tabla 10. Calculo del Error Porcentual Tabla 11. Calculo Rango de Valores
CÁLCULOS DE ERRORES
Elasticidad
𝐸𝑟 =
𝐸𝑎𝑏𝑠
𝑥
𝐸𝑟 =
34,51068
4086,8697
𝐸𝑟
= 0,008444282
Elasticidad
𝑬% = 𝑬𝒓 ∗ 𝟏𝟎𝟎%
𝐸% = 0,008444282 ∗ 100%
𝐸% = 0,8444%
Elasticidad
(𝒙 ± 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 𝒙 − 𝑬𝒂𝒃𝒔)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = (4086,8697 − 34,51068)
𝑉𝑚𝑖𝑛 = 4052,35902
𝑉𝑚á𝑥 = (𝑥 + 𝐸𝑎𝑏𝑠))
𝑉𝑚á𝑥 = (4086,8697 + 34,51068)
𝑉𝑚á𝑥 = 4121,38038

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CALCULOS RESPECTIVOS
 Para el presente análisis de los cálculos se va utilizar el método de los nodos
COMPRESION (N) TRACCION (N)
AB=145,78 AC=72,89
BD=72,89 BC=126,25
CD=14578 CE=145,78
DF=218,67 DE=145,78
FG=146,07 EF=126,25
EG=218,67

24. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
RESULTADOS OBTENIDOS
Tabla12. Resultados Obtenidos
Parámetro físico Dimensión Símbolo Valor Unidades
Radio L
𝑟
2,52 m
Tiempo T
𝑡
1,51 s
Distancia 0,83 m
Aceleración LT-2 𝑎
0,36 m/s2
Aceleración
Normal
LT-2 𝑎𝑁 0,12 m/s2
Aceleración
Tangencial
LT-2 𝑎𝑡 -0,134 m/s2
Aceleración Total LT-2 𝑎𝑇 0,36 m/s2
Posicionamiento LT-2 𝑠
19,95 m/s2
Velocidad LT-1 𝑣 0,55 m/s
Velocidad
Angular Inicial
LT-1 𝜔
13,25 rad/s
Velocidad
Angular Final
LT-1 𝜔
105,96 rad/s
Frecuencia LT-1 𝐹
16,86 Hz
Periodo LT-1 𝑃
0,05 s

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CONCLUSIONES:
• Se logró diseñar y construir el puente de tallarines con las normas establecidas de medidas y peso correspondientes, al igual
que el puente de tallarines que tuvo el peso mínimo de 255 N y la construcción de un dinamómetro que soporto los 250N de
fuerza
• En el diseño y construcción de un puente de tallarines se puede concluir que para que soporte un gran peso es necesario
utilizar un pegamento fuerte y liviano para que el puente este rígido y que sus piezas estén bien pegadas
• Se aplico los conceptos básicos del análisis estructural los mismos que sirvieron para determinar el cálculo de las fuerzas de
reacción (coacción) presentes en el puente de tallarines de igual forma se realizó los cálculos de errores correspondientes
donde el error porcentual fue menor al 2 por ciento validando así la práctica del puente de tallarines
• Se determinaron exitosamente las tenciones de las cuerdas sujetas al peso equivalente de 2000 N, al igual que también se
determinaron las coacciones presentes en el puente de tallarines, mediante la implementación del Análisis estructural.
• se realizó los cálculos de errores correspondientes donde el error porcentual fue menor al 2 por ciento validando así la práctica
del puente de tallarines

26. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
RECOMENDACIONES:
• Antes de elaborar el puente de tallarines es recomendable medir la cantidad necesaria de los tallarines y del
pegamento que se va a ocupar ya que el puente solo tiene que medir mínimo 250g y máximo 255g
• Se recomienda reforzar las uniones del puente con algún sellante ya que es en esos lugares existe mayor
probabilidad de ruptura del puente, al igual que es recomendable que en los lugares que existe orificios dentro de los
tallarines, se llene con brujita y bicarbonato para sellar y evitar
• rupturas inminentes.
• Es recomendable realizar los cálculos de errores pertinentes, donde el error porcentual tiene que ser específicamente
menor al dos por ciento para que se pueda validar la práctica del puente de tallarines.
• Se recomienda que para comprender cuales son los cálculos pertinentes para hallar las fuerzas de reacción
“coacciones”, es necesario comprender el análisis estructural, además que para iniciar con los cálculos de las
coacciones es indispensable calcular primero las tenciones de las cuerdas

27. FECHA ÚLTIMA REVISIÓN: 09/10/13 CÓDIGO: SGC.DI.260 VERSIÓN: 1.1
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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