Trabajo final 2016

CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL
CURSO: MECANICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES
TRABAJOS DE ALTURA EN ESTRUCTURA METÁLICA
DELGADO ROJAS, EBER
VALDIVIA, JOAN
PROFESOR: ING. JUAN DURAN PORRAS
LIMA-PERU
AÑO: 2016
INF.
CONT
ABLE

Duran Porras, Juan Carlos (Docente Asesor)
Delgado Rojas, Eber
Valdivia, Joan
Universidad Privada del Norte (UPN), Escuela de Ingeniería Industrial
Página 2
RESUMEN
En este proyecto se explica la aplicación cotidiana que encontramos en el día cotidiano, así
diversas empresas industriales, cuando laboramos en zonas de riesgo de alturas. El objetivo
principal es conocer que 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 soportar un punto
de anclaje en una estructura bien realizada.
INTRODUCIÓN:
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.
DESARROLLO DEL TEMA:
ESTATICA
Es una rama de la mecánica, el objetivo es realizar las condiciones que deben reunir un
conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo para que lo mantengan en equilibrio. Se
encarga de estudiar a los cuerpos que se encuentran cuando están en equilibrio
EQUILIBRIO es cuando un cuerpo reposo velocidad=0 o se mueve en velocidad constante
aceleración=0
Los cuatro conceptos básicos utilizados en la mecánica son:

Delgado Rojas, Eber
Valdivia, Joan
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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.
https://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwj58MCupo3MAhWBcS
YKHX6UBzYQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fwww.estudiaronline.org%2Ffisica%2Fla-fisica%2Fequilibrio-y-centro-de-
gravedad.html&bvm=bv.119408272,d.eWE&psig=AFQjCNFZKeGtlzWU9y_vtL_ALlptA0E33Q&ust=1460694805995918

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CONDICIONES DE EQUILIBRIO ESTATICO
En el campo de la mecánica abarca las relaciones entre las fuerzas que actúan sobre un
sólido, la estática estudia los sólidos en equilibrio… (HIBBELERR.C, 2010)
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
LEYES DE NEWTON:
PRIMERA LEY DE NEWTON: INERCIA
En la ausencia de la acción de fuerza, un cuerpo en reposo continuara en reposo, y uno en
movimiento se moverá en línea recta con velocidad constante
𝑭𝟏+ 𝑭𝟐 + 𝑭𝟑… = 𝑭𝟏
𝒊=𝒏
𝒊=𝟏
= 𝟎
𝑴𝟏+ 𝑴𝟐 + 𝑴𝟑… = 𝑴𝟏
𝒊=𝒏
𝒊=𝟏
= 𝟎
𝑴 = 𝟎 𝒀 𝑭 = 𝟎

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Un cuerpo se mantiene en reposo o se mueve con velocidad constante si sobre el actúa una
fuerza resultante = 0
TERCERA LEY DE NEWTON: ACCIÓN Y REACCIÓN
Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo este ejercerá sobre el primero una
fuerza de la misma magnitud y en la misma dirección pero de sentido contrario.
FUERZAS
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.

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Son aquellas labores con una mínimo de altura de 2 metros dichos trabajos son
considerados de alto riesgo en donde se tiene que tener las condiciones de seguridad
apropiadas , así como conocimiento de EPPs ,las instrucciones y capacitaciones
adecuadas bajo supervisión.
https://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjy0YrBlpDMAhXLLSY
KHdpBANAQjRwIBw&url=http%3A%2F%2Fes.dreamstime.com%2Ffoto-de-archivo-trabajo-en-la-altura-
image42190842&bvm=bv.119408272,d.eWE&psig=AFQjCNEGGokj1JsiO4_z4uSrcosDXXrrWg&ust=1460793633380513
TEMA A TRATAR - TRABAJOS DE ALTURA EN ESTRUCTURA METÁLICA
CASO N°1: REPARACIÓN DE ESTRUCTURA METALICA

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La operación se encuentra en equilibrio, la persona tiene 80 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=
30°. (a= 3, b=6; 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
A
B
b
aC
D
E𝛉
1
2
0
°
PUNTO DE ANCLAJE
80Kg
ESTRUCTURA

Delgado Rojas, Eber
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800N
α
Tg α = 6/3 = 63.43
a) La deformación en el amortiguador de línea de vida.
b) La tensión en la cuerda AB
6
α
F = k*x
800N = 200N*X
X= 4 Metros.
EJECUCIÓN DEL PROBLEMA
80 Kg
800 N
Peso =m*g
80*10=800N
TAE
F =900 N
140
°
90° 90°
𝛉=40°
120°
3
TAB
TAB
A
TAB
E
TAB
B
TAB
TAB
TAB

Delgado Rojas, Eber
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B
TAB/Sen (90)=800N/Sen (150)
TAB=1600N
116,57 63,43
150 30
30
90
600N
TBC
TAB
141.34
𝛉=40
120°
𝛂=38.66
140°
C
TAB
D
TAB
TAB
B
TAB
A
C
D
E
𝟏𝟓𝟎

Delgado Rojas, Eber
Valdivia, Joan
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A
45
T2
30
CASO 2: REPARACIÓN DE ESTRUCTURA METALICA
La operación se encuentra en equilibrio, la persona tiene 60 kg de masa y la constante
elástica del amortiguador de la línea de vida es K= 10 N/m, según muestra la figura. (g= 10
m/s2). Determinar:
a) Hallar la deformación del resorte X
b) La tensión en la cuerda C
c) La tensión en la cuerda A
d) La tensión en la cuerda B
T1
B
ESTRUCTURA

Delgado Rojas, Eber
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60 kg
EJECUCIÓN DEL PROBLEMA:
a) La deformación en el amortiguador de línea de vida. X=6m
600N
60=10*X
60/10=X
C 𝐓𝟑
1
2
0
°

Delgado Rojas, Eber
Valdivia, Joan
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TC
TAB
60 Kg
Peso =m.g = 60*10=600N
b) la tensión en la cuerda C
c) la tensión en la cuerda A
B
105
30° 45
90
C
D.-La Tensión de cuerda en B
TA 105
X=6 metros
F = 600 N
120 135
TC=600N
TC/Sen (105) = TA/Sen (135)
439.23 N = TA
600N*Sen (120)=Sen (105)
TB = 537.95 N
TC = 600 N
TAB
TB
D
TAB
120
120°
135°C
TAB
A
TAB
TAB
B
TAB
TAB
TC
TAB
TAB
TC/Sen (120)=T2*Sen (105)
TA
TAB
TB
TAB

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Valdivia, Joan
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CONCLUSIONES
En nuestra vida diaria se aplica los conceptos de la física y se requiere de la mayor seguridad
posible cuando se trabaja en altura esto debido a que el trabajador está expuesto a riesgo de
caídas .Se debe concientizar en hacer un habito el uso del equipo de protección individual, así
mismo recibir una capacitación y charlas de sobre la seguridad industrial para minimizar los
riesgos de accidentes. Es importante saber aplicar nuestros conocimientos académicos de

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Valdivia, Joan
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ingeniería para prevenir las lesiones del trabajador siendo de vital importancia para la empresa
y nosotros mismos como futuros ingenieros.
FUENTES BIBLIOGRAFICAS
HIBBELERR.C.; Ingeniería Mecánica-Estática; 12ªEd.; 2010: Editorial Pearson–México.
FUENTE HEMEROGRÁFICAS
Revista: Física Facultad de Ciencias. UNAM 04510 México, Distrito Federal
pp. 118-119.Ciudad Universitaria.

Delgado Rojas, Eber
Valdivia, Joan
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En internet. (En línea) 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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