CÁLCULO
Y VERIFICACION
ANDAMIO COLGANTE - ZANETTA CONSTRUCTORA
TERMINAL
QUEQUEN S.A – PUERTO QUEQUEN - NECOCHEA
INTRODUCCION
Definiciones:
Los andamios colgantes, superficies de trabajo transitorias,son
usados en altura como plataformas suspendidas, pudiendoocurrir graves
accidentes, la mayoría de las veces fatales,en caso de no aplicarse las medidas de control preventivo necesarias,
tanto en su construcción y montaje como en los procedimientos de trabajo a
desarrollarse sobre ellos.
Las recomendaciones preventivas que se incluyen en este informa,
permitirán la utilización de estos equipos controlando efectivamente las causas
de accidentes que en ellos pueden generarse, siendo necesario contar para ello
con líneas de supervisión y trabajadores conscientes de sus responsabilidades, y
capacitados en los procedimientos de trabajo seguro.
NORMAS DE APLICACIÓN
Andamios colgantes móviles de accionamiento manual- INTI
NTP 530: Andamios colgantes móviles de accionamiento manual:
Normas constructivas. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
NTP 669: Andamios colgantes móviles de accionamiento manual:
Normas constructivas. Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo.
Norma UNE – 76-502-90
CARACTERISTICAS
TECNICAS Y DESCRIPCION DE LOS ANDAMIOS
COLGANTES
Los andamios colgantes deben ser proyectados y construidos de
acuerdo a normas para servicio ligero y principalmentepara personal con
herramientas de mano.
Desde el punto de vista técnico
definimos los andamios colgados móviles como construcciones auxiliares
suspendidas de cables o sirgas, que se desplazan verticalmente por las fachadas
mediante un mecanismo de elevación y descenso accionado manualmente; se
utilizan para la realización de numerosos trabajos en altura de cerramientos de
fachadas de edificios, revocados, etc., así como reparaciones diversas en
trabajos de rehabilitación de edificios.
Los
elementos principales que constituyen uno de los tipos de andamio colgado más
extendido son (Fig.1)
Figura 1. Esquema del
conjunto de un andamio colgado móvil Perspectiva Lateral Frontal
•
Plataforma: Estructura formada por un suelo
de chapa galvanizada antideslizante sobre la que se sitúan la carga y las
personas.
•
Pescante: Elemento situado en el tejado
del edificio, en el que se engancha el cable del que suspende la plataforma. Se
compone de pluma, cola y caballete.
•
Aparejo
de elevación: Es
un aparato que anclado a la plataforma lleva el mecanismo que lo fija y
desplaza a través del cable; lleva otro mecanismo acoplado, que actúa sobre un
segundo cable que hace las funciones de cable de seguridad.
•
Cable: Elemento auxiliar que, anclado
en el pescante, sirve para que se desplace la plataforma en sentido vertical.
Existe un segundo cable que hace las funciones de seguridad tal como ya se ha
indicado.
Factores de riesgo y sus causas
El montaje o utilización del
andamio colgado móvil lleva aparejados una serie de riesgos que, junto con los
factores de riesgo asociados a los mismos, se describen a continuación.
Basculamiento o caída de la
plataforma de trabajo
Puede ser debido a sobrecarga
estática o dinámica, inestabilidad del dispositivo de amarre, resistencia
insuficiente de los órganos de suspensión, de maniobra o del dispositivo de
amarre, mantenimiento del material inadecuado y fallo del dispositivo anticaidas.
Rotura de la plataforma
Puede tener su origen en
sobrecarga estática o dinámica, o en una resistencia insuficiente de los
elementos que la componen.
Caída de personas a distinto
nivel
Causada por montaje o desmontaje
sin las debidas precauciones o por ausencia o ineficacia de las barandillas
durante la utilización.
También puede producirse desde
una plataforma provisional elevada instalada sobre el propio andamio al caer
por cualquier motivo por encima de las barandillas instaladas o por
desplazamiento de la plataforma al acceder o abandonar el andamio cayendo por
el hueco existente entre el edificio y el propio andamio, por desplazamiento
del andamio al ejercer algún tipo de presión sobre la construcción por parte
del trabajador y cayendo por el hueco existente entre el edificio y el propio
andamio por falta de anclaje al paramento y por colisión con el andamio de
alguna carga que se está elevando.
Caída de objetos
Puede ocurrir sobre el propio
andamio desde el edificio en construcción o de materiales que se mueven con la
ayuda de un aparato de elevación o desde el andamio sobre personas u objetos
situados bajo su vertical.
.
Caídas al mismo nivel
Pueden producirse por acumulación
de objetos sobre la superficie del andamio.
Medidas de prevención y
protección
Las medidas de prevención y
protección las desarrollamos dando una serie de normas constructivas de la
plataforma de trabajo, los órganos de suspensión y de maniobra y los puntos de
anclaje y dispositivos de suspensión que nos garantizan que el andamio está
perfectamente construido y protegido; asimismo se desarrollará un apartado sobre
las condiciones necesarias para asegurar la estabilidad de los distintos
elementos del andamio y por ende de su seguridad. Por otro lado, se dan normas
de orden y limpieza, protecciones personales y señalización necesarias para
prevenir y proteger a los trabajadores de los diversos riesgos descritos.
Normas constructivas
Plataforma
Está constituida por una plancha
rodeada por barandillas, barras intermedias y rodapiés. La longitud máxima
aconsejable es de hasta 3 m y una anchura mínima de 0,50 m. La carga mínima
admisible debe ser de 200 kg/m2. Consta de una estructura metálica de acero o
aluminio sobre la que se apoya una chapa o un contra placado formando la
plancha que constituye la superficie de trabajo del andamio.
Debe estar protegida en los cuatro
lados perimetrales por una barandilla a 1 m de altura, una barra intermedia a
0,45 m de altura como mínimo y de un rodapié a una altura mínima de 0,15 m.
Es conveniente que dispongan de
topes regulables que sirven para estabilizar los andamios y que se fijan a la
estructura de la obra. Estos topes deben permitir que el andamio esté situado a
una distancia máxima de 0,45 m de la fachada.
Órganos de suspensión y de
maniobra. Dispositivos anticaidas
Las plataformas están soportadas
por órganos de suspensión, de maniobra y dispositivos anticaidas. Estos órganos
se unen a la plataforma mediante unos elementos llamados liras.
Liras
Las liras deben ser metálicas y
soportan la plataforma del andamio. En función de la longitud de la plataforma
pueden necesitarse dos o tres liras de sustentación. Existen diversos modelos
según su situación central o lateral en el andamio. Fig. 2.
Figura 2 –Distintos tipos de
liras.
Tornos o aparatos
portátiles con cable y dispositivos anticaidas
Los tornos o aparatos portátiles
utilizados en los andamios colgados deben estar especialmente construidos para
este fin. Debe tener al menos dos órganos de seguridad que impidan el descenso
accidental del andamio.
Uno de estos órganos debe ser un freno automático que impide el descenso excepto en el caso de intervención del operador.
Uno de estos órganos debe ser un freno automático que impide el descenso excepto en el caso de intervención del operador.
Los tornos o aparatos portátiles
pueden ser a tambor, de adherencia o de mordazas. Los primeros tienen el
inconveniente de una limitación de altura y los segundos no, pues no almacenan
el cable en su interior. Fig. 3.
Figura 3. Aparatos portátiles a tambor y por adherencia
El cable de elevación utilizado
debe ser del tipo flexible y protegido contra la corrosión.
La
carga máxima de utilización no debe ser superior a la octava parte de su carga
de rotura.
El gancho de fijación debe estar
dotado de un dispositivo de seguridad para evitar el desenganchado accidental.
Los dispositivos anticaidas tienen
la misión de retener la plataforma en caso de rotura del cable o fallo en algún
aparato (por ej. descenso a exceso de velocidad). Está incorporado a los mismos
y hace presión sobre un cable independiente del cable de elevación.
Puntos de anclaje y dispositivos
de suspensión
Los cables de elevación y anticaidas
pueden estar fijados en puntos de anclaje fijos o en dispositivos de
suspensión.
Los puntos de anclaje fijos se
deben disponer en la fachada o en la terraza o azotea superior. Están
constituidos por un dispositivo de anclaje incrustado en el hormigón armado o
fijado en la estructura de la obra. Pueden ser de acero tratado y galvanizado,
acero inoxidable, etc.
Los dispositivos de anclaje deben
protegerse contra la corrosión (por ej. galvanizados en caliente para el caso
del acero) en tanto en cuanto estén montados y utilizados. Sea cual sea el
elemento de la estructura de hormigón armado en el que estén incrustados
deberán estar situados de forma que se opongan directamente a los esfuerzos a
los que van a ser sometidos.
El
factor de seguridad será de 4 veces la carga de utilización
CALCULO ESTRUCTURAL
El
cálculo estructural permitirá determinar el valor de las tensiones a las que está
sometido el aparato de elevación durante su funcionamiento.
Fases:
· Obtención de solicitaciones que actúan
sobre la estructura
·
Obtención de desplazamientos, esfuerzos,
tensiones y reacciones existentes en cada uno de los elementos resistentes
mediante el proceso de cálculo correspondiente.
· Comprobación de los valores obtenidos
con los valores admisibles de elasticidad, resistencia y estabilidad.
Solicitaciones a tener en cuenta:
Solicitaciones
principales que se ejercen sobre la estructura del aparato supuesto inmóvil, en
el estado de carga más desfavorable, teniendo en cuenta
·
Carga de servicio: carga útil +
elementos accesorios
·
Peso propio: peso del andamio (a
excepción de la carga de servicio)
Determinación
de combinaciones de solicitaciones:
·
Caso I: Aparato en servicio sin viento
·
Caso II: Aparato en servicio con viento
·
Caso III: Aparato sometido a
solicitaciones excepcionales
·
En nuestro caso, teniendo en cuenta
las condiciones operatorias, con el andamio colgante a la intemperie
consideraremos el CASO I.
Se
consideran las solicitaciones estáticas debidas al peso propio y las fuerzas
debidas a las cargas de servicio, sin considerar los efectos de choque.
Se
materializará el andamio a considerar como solidorígido transformado en
estructuras de barras a los efectos del cálculo de los esfuerzos que soporta.
Cargas sobre el andamio con
plataforma de dos tablones metálicos
Las
cargas actuantes son:
Peso
propio del tablón de la plataforma: 25
kg c/u
Sobrecarga:
300 kg c/u
Carga
sobre un tablón: = 325 kg
La
plataforma estáconstituida por dos tablones
En
consecuencia, la carga de toda la estructura es de:650 kg
Carga esta, que distribuida sobre
la barra inferior de la lira materializada en estructura de barras equivale a una
carga repartida de 481 kg/m.
Se utilizan en las secciones de
chapa doblada los perfiles estructurales U según las Normas
IRAM-IAS-U500-205-2.
Se adjuntan resultados que indican
que _: La
estructura a utilizar como andamio colgante VERIFICA las condiciones necesarias
para su utilización.
CABLE
DE DESPLAZAMIENTO
Componentes básicos
Todo cable de acero está constituido por los siguientes tres elementos básicos:
•Alambre
de acero
•Torón
•Alma
Las características y variaciones de cada uno de ellos definen la diferencia
entre cada uno de los tipos de cables existentes para cada aplicación
Todo
el equipo esta soportado por dos cables, uno sobre cada lira, de diámetro
5/16”, equivalente a 7,94 mm, es decir aproximadamente 8 mm., formados por el
alma y 6 torones de 19 alambres.
La carga que soporta cada cable es de:325 kg, muy por debajo de la octava parte de su carga de rotura.
La resistencia de rotura del cable de 8 mm según la tabla del Anexo esde 3,86 toneladas
efectivascon alama de fibra y 4,25 toneladas con alma de acero.
Por lo tanto, el cable es Admisible.
PLATAFORMA
.
La
plataforma está compuesta por dos tablones de 3 metros de largo, 0,30 metros de
ancho. de chapa plegada N° 14 laminada
en caliente, conformando en los bordes un pseudo perfil estructural C con unas
pestañas de 50 mm y un labio de 30 mm.
En
función de las dimensiones del tablón podríamos asimilarlo a un perfil C de las
normas de fabricación IRAM-IAS-U500-205-3 y sus constantes geométricas
correspondientes
300
X 50 X 30 X 2
A
su vez este labio se cierra hacia adentro otros 30 mm perpendiculares al alma.
Con
lo que por analogía podríamos con las normas IRAM-IAS-U500-205-3, podríamos
denominarlo perfil C 300 x 50 x 30 x30
x 2
En
sus extremos posee como cierre una planchuela de 2 x 1/8 x 300 mm.y dos
lengüetas que sirven para apoyarlos en las liras de los extremos.
Tiene
a su vez travesaños transversales rigidizadores, que aumentan su capacidad
resistente.
Analizando
cada tablón por separado, el caso más desfavorable, se presenta con toda la
carga de 325 kg en un tablón, actuando en el centro del mismo.
Se adjunta en los Anexos mail de la
firma proveedora del andamio colgante donde certifica la carga admisible de
cada uno de los tablones.
Independientemente
de dicha manifestación se cumple en verificar su admisibilidad en base a las
dimensiones de los mismos.
La
situación más desfavorable se presenta con la carga de 325 kg actuando en el
centro del tablón.
En estas condiciones soporta un momento
flector de 243, 75 km = 24.375 kgcm
Modulo resistente necesario en la
sección = W = 16,25 cm3
Mediante
la aplicación del Teorema de Varignon, calcularemos la ubicación del Centro de
Gravedad, previo dividir el perfil en cuatro áreas.
Mr = Sumatoria de los Momentos de las componentes.
A1
= alma del perfil de 30 cm
A2
= patilla o pestaña de 5 cm
A3
= labio de 3 cm
A4
= labio perpendicular al alma de 3 cm
A1
= 30x 0,2 = 6 cm²
A2
= 4,60 x 0,2 x 2 = 1,84 cm²
A3
= 3 x0,2 x 2 = 1,2 cm²
A4
= 2,8 x 0,2 x 2 = 1,12 cm²
Atotal
= 10, 16 cm²
10,16
x Xg = 6 x 0,1 + 1,84 x 2,5 + 1,2 x 4,9 + 1,12 x 3,4 = 20,36 → 20,36/10,16 = 2
Xg = 2 cm
Utilizando
el Teorema de Steiner: El momento de
Inercia respecto a un eje cualquiera, (en este caso respecto al eje y), es
igual al momento de inercia mas el área por la distancia que separa ambos ejes
al cuadrado
.
.
Por
tener varias áreas, El momento de Inercia respecto al eje y-y del perfil en
estudio, sera igual a la sumatoria de los momentos de inercias de dichas áreas
respecto a su eje y mas las distancia
que separa ambos ejes al cuadrado
.
.
En
esas condiciones y salvo error u omisión el Momento de Inercia es igual a:
Jyy
= ∑ J1yy + J2 yy +J3 yy +J4 yy
Jyy=(30x0,2³/12+6x1,9²)+(0,2x4,6³/12+1,84x0,5²)+(3x0,2³/12+1,2x2,9²)+(0,2x2,8³/12+1,12x1,40²)
= 36,28 cm⁴
Wydisp = Jy / y1 = 36,28/2 = 18,14 cm³
≥ W nec= 16,25 cm³
Por lo tanto,los tablones de la
plataforma son Admisibles
PUNTOS
DE ANCLAJE
Tal
como se muestra en el Anexo- Detalle Colgante de Andamio T19, los cables de
acero que sostienen el Modulo Plataforma,están anclados en el punto medio de un perfil IPN 100 de tres metros de
longitud apoyado sobre la losa, que en su prolongación constituye el techo de
los silos, pasando a través de un agujero en la misma.
Al estar apoyado el perfil sobre la losa, la
distribución de las cargas se hace sobre toda su superficie de apoyo, no
trabajando los perfiles IPN 100 a flexión
.
.
Las constantes geométricas de un perfil IPN 100 son
las siguientes:
h= 100 mm
b= 50 mm
s= espesor del alma = 4,5 mm
t= espesor del ala = 6,8 mm
F= 10,6 cm²
Jx= 171 cm⁴
Wx = 34,2 cm³
Jy= 12,2 cm⁴
Wy= 4,88 cm³
El
perfil apoyado sobre la losa por su ala inferior, esta abrazado por una
abrazadera de la que cuelga el cable, sometiendo a su ala superior trabajando
como una ménsulade 25 mm de luz, a un esfuerzo igual a:
M= P x l = 325 kg x 0,025 m = 6,1255 kgm.
Wnec = 0,54 cm³ → W disp. = b h²/6 lo que implicaría que el ancho necesario seria de:
6 x 0,54 / h² = b → 6 x0,49 / 0, 68² = 7 cm
Perfil de anclaje admisible
Si estuviera apoyado en dos puntos, no apoyado en toda su longitud en la losa, hubiera trabajado como una viga a flexión.
En esas condiciones el esfuerzo máximodependería de la luz entre apoyos, que obviamente teniendo en cuenta la longitud del perfil no podríaser mayor de tres metros.
El máximo momento admisible está dado por la relación:
σ= M /Wx → σ Wx = Madm= 1500 k//cm² x 34, 2 cm³ = 513 kgm
En consecuencia, utilizando el factor de mayoracion 4 previsto en la norma NTP 530 y NTP 669, la carga actuante sería de 1300 kg y la máxima distancia entre apoyos seria de:
M= P x l / 4 → l = 4 x Madm /P = 1,57 metros
CONCLUSIONES
En función del análisis efectuado,
y teniendo en cuenta el respeto de las condiciones de armado previstas por el
fabricante. La estructura a utilizar como andamio colgante VERIFICA las
condiciones necesarias para su utilización.
Eloy Juez; P.E; S.E; M.ASCE: M.SEI
Ing. en constrcciones - Ing. Civil
Ing. en constrcciones - Ing. Civil
ANEXOS
·
Mail
recibido del proveedor del andamio colgante
·
Tabla
de Cables
·
Tablas
de Perfiles
·
Geometría
del tablón
·
Instrucciones
de Montaje de Andamio Colgante Manual Sorrento
·
Detalle
del Colgado de Andamio T19
·
Verificación
Estructural Modelo Plataforma Criquet Manual
