El documento describe el proceso de construcción de una maqueta a escala 1:10,000 de un puente colgante de 2 km de longitud. Se detallan los materiales y dimensiones necesarios para cada parte del puente, incluyendo pilares, tirantes, placa y contrapesos, así como los cálculos estructurales y fuerzas involucradas. Adicionalmente, se especifica un presupuesto y plan de trabajo para la construcción de la maqueta.

1. 1º ESO C IES REANACIMIENTO

2. El objetivo del presente proyecto es construir la maqueta de un puente colgante capaz de unir dos puntos cuya luz es aproximadamente 2 Km y que resista aproximadamente 10 Ton de carga. A partir de los datos del problema se propone construir la maqueta a escala 1:10000. Con ello la luz de la maqueta será 20 cm y la carga máxima 1kg. Una vez fijada la luz y la carga, es preciso comenzar a diseñar el puente colgante en sus diferentes detalles. Lo más sencillo es suponer una placa de 20 cm sujeta con un cable y colgada sobre un pilar . Por lo cual se supone la siguiente estructura básica 1.- Pilar que trabaja a compresión 2.- Los tirantes que trabajan a tracción 3.- La placa que trabaja a flexión. Para seleccionar los materiales y su dimensiones , es preciso analizar las cargas a las que están sometidos, lo que permitirá realizar algunas correcciones en el diseño original del proyecto.

3. Los tirantes están sometidos a una tracción cuya componente perpendicular vale 1 kg. Y están sometidos a tracción. El diagrama de fuerzas de la figura da como resultado que uno de los tirantes esta sometido a un esfuerzo de tracción de 0.85 kg y el otro a 0.81Kg. Suponiendo un factor de seguridad de 2 y acero como material para el cable la superficie necesaria es de 0.15 mm2. El pilar resultará estar sometido a un esfuerzo de compresión de 1,5 Kg y esto supone un listón cuadrado de 2 mm de lado suponiendo también un factor de seguridad de 2 Se precisan 0,3 kg de contrapeso.

4. La placa está sometida a flexión. Pero la estructura se mejora si se supone un apoyo en la misma zona en la cual se cuelga la placa. Con ello resulta que dicho apoyo ofrece una reacción de 1 Kg. Pero además se precisan 5Kgcm para equilibrar la estructura. Lo cual se puede conseguir con una reacción en el apoyo o con un contrapeso. Si se pone un contrapeso se simplifica la estructura ya que se elimina la fuerza de uno de los cables lo que hace que la compresión disminuya en 0.5 Kg. El diagrama de momentos flectores establece que el momento flector máximo tiene un valor de 10 Kgcm. Se recomienda mejorar la rigidez del material utilizando perfiles en I. Es decir estructuras tipo sandwich.

5. La triangulación es una técnica para realizar estructuras que mejora la resistencia y rigidez sin aumentar su peso, abaratando costes al reducir la cantidad de material preciso para la construcción de las estructuras. Como cualquier estructura debe cumplir que la suma de las fuerzas valga cero el triángulo es el polígono funicular capaz de cumplir dicha condición. Por este motivo las estructuras se construyen con barras que forman triángulos. Nuestro pilar ha sido reforzado mediante la técnica de la triangulación en la zona superior en la que se apoyan los tirantes y por lo tanto la estructura. Y en la zona de apoyo de la placa que constituye la parte funcional de mayor importancia en la estructura. Se ha utilizado el método de los nudos para resolver este entramado. Los travesaños están sujetos a flexión. Descomponiendo la compresión de los pilares en las dos barras diagonales se obtiene la fuerza de compresión a la que están sometidas dichas barras. Después dichos esfuerzos se descomponen en vertical y horizontal y se obtiene el esfuerzo de tracción de los travesaños.

6. Ya se ha comentado que el centro de gravedad de un cuerpo es el punto de aplicación de dicho cuerpo. Para que una estructura sea estable dicho punto debe encontrarse entre la superficie de apoyo. Es posible desplazar el centro de gravedad del centro geométrico repartiendo de forma asimétrica el peso. Por ello en nuestra placa se ha desplazado el centro de gravedad hacia los apoyos mediante contrapesos. Con la finalidad de que los esfuerzos externos no hagan volcar la estructura se ha situado el centro de gravedad lo más bajo posible. Esto ha hecho que los tirantes se hagan más largos y que su ángulos disminuyan

7. Nuestro estudio y análisis se ha limitado a la vista correspondiente al perfil. Deberíamos hace lo mismo en el resto de las vistas En el perfil se puede comprobar que la placa está sometida a una flexión por parte de los cables. Lo que reafirma la necesidad de escoger un material que presente una fibra en la dirección adecuada. Los pilares pueden sufrir un leve pandeo debido a los tirones de los tirantes y de la propia placa. Los cables se alargaran por tracción, pudiendo aparecer cortadura por lo que se recomienda que se dejen flojos o en forma de catenaria cuando el puente se monte sin carga.

8. MARCA DENOMINACIÓN Nº MATERIAL OPERACIONES HERRAMIENTAS 1 a Pilar 2 Listón de madera grueso Medir, trazar,sujetar, cortar y lijar. Escuadra, regla, lápiz de carpintero, tornillo, serrucho y lima. 1b Travesaño 3 1c Refuerzo 4 Listón de madera fino 2 Base 1 Aglomerado grueso 3 Placa 1 Contracha pado grueso 4 Tirante Largo 2 Acero de fino Medir, sujetar, cortar y lijar Escuadra, regla, guantes, cortacables 4 Tirante corto 2 5 Contrapeso 1 Bote vacío

9. ORDEN OPERACIÓN TIEMPO ASIGNADO Operaciones Herramientas 1 MEDIR Y CORTAR TODAS LAS PIEZAS 1 H Medir, marcar, sujetar y limar y lijar Escuadra, regla , lápiz, tornillo de banco, serrucho, lima y lija 2 Taladrar placa y un travesaño 30 m Medir, marcar, sujetar, taladrar, limar y lijar. Para la placa y un travesaño Regla, escuadra, lápiz, mordaza, taladro, lima y lija 3 Se unen los pilares a la base 15 min Medir, marcar, sujetar, clavar y encolar Escuadra, regla, lápiz, gatos, martillo (y clavos), gato para sujetar mientras se pega 4 Se unen los travesaños 15 min Sujetar, encolar y clavar Gatos/tornillo de banco, martillo (clavos) cola y mordazas para unir 5 Se une los refuerzos 10 min 6 Se clava la placa 10 min 7 Se colocan los tirantes 20 min Se introduce por los agujeros y se doblan Alicate 8 Se une y se coloca el contrapeso 10 min Se pega con resina epoxi

10. LISTA DE MATERIALES LISTA DE HERRAMIENTAS 2, 5 m de listón grueso 1 Placa de contrachapado grueso 2 m de listón fino 2 m de alambre de acero 1 bote de cola 1 caja de clavos 1 contrapeso Pegamento para el contrapeso Escuadra, regla y lápiz Gatos, tornillos y mordazar Serrucho, cortacables Guantes Lima y lija Taladro/barrena Martillo/Maza Alicate

11. MATERIAL NÚMERO DE UNIDADES PRECIO UNITARIO SUBTOTAL Listón grueso 1 2 2 Listón fino 1 1 1 Alambre de acero 2 3 6 Clavos 1 1 1 Pegamento 1 1 1 Sujetar el contrapeso 1 1 1 Gasto de herramientas 3 H 3 9 Mano de obra 3H 6 18 TOTAL 39