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Aplicación de las galgas extensiométricas en ingeniería civil

Las galgas extensiométricas son unos dispositivos eléctricos empleados para medir la deformación, presión, carga, torque, situación, entre otras muchas cosas, usando el efecto piezorresistivo, que es la propiedad que tienen algunos materiales de mudar el valor nominal de su resistencia eléctrica cuando se les somete a determinados sacrificios.

Las galgas tienen muchas aplicaciones en la ingeniería civil, que se expondrán ahora.

Las galgas extensiométricas se pueden usar para medir la deformación en estructuras metálicas. Ahora se ilustra una caso de aplicación de exactamente las mismas. Se edificó una cercha de acero, a la que se le aplicó la carga a través de una cadena. Dicha carga fue aplicada por un gato hidráulico.

Cercha de acero, a la que se le hizo un ensayo de deformación.Punto de la cercha metálica, donde va a ser aplicada la fuerza a través de una cadena.Gato hidráulico con el que se hala la cadena.

Los datos conseguidos por las galgas extensiométricas se mandan a un sistema de adquisición de datos, que es un aparato electrónico encargado de registrar los datos.

Sistema de galgas extensiométricas correctamente instalado y listo para ser conectado al equipo donde se arrojaran los datos logrados.Aparatos electrónicos para desarrollar el sistema de adquisición de datos para ensayos efectuados con galgas extensiometricas.Datos conseguidos de las galgas en el sistema de adquisición de datos, listos para ser analizados.

Este procedimiento se hizo en una cercha a escala, mas de la misma forma se efectúa para estructuras metálicas más grandes como puentes de acero, cerchas para bodegas de gran capacidad, etcétera De esta manera puede estudiarse y delimitar qué capacidades pueden tener al aguantar diferentes fuerzas y el diseño conveniente.

Aplicaciones en estructuras de específico reforzado

Las galgas extensiométricas se usan en el específico reforzado para estudiar el comportamiento de este material. Para ello se ponen 2 placas metálicas sobre el específico, de tal modo que se pueda adherir las galgas extensiométricas. Las propiedades de estas placas deben estudiarse de antemano. en tanto que estarán sobre el específico, el que va a ser sometido a diferentes cargas.

Las galgas extensiométricas son los instrumentos más generalmente usados para la medición de tensiones, y por ende para la determinación de sacrificios en estructuras de específico. En paralelo a lo largo de los últimos diez años se han desarrollado sistemas de fibra óptica, que tienen la capacidad de administrar una extensa información, con el inconveniente de ser mucho menos económicos que los otros métodos, con lo que solo se usan en aplicaciones muy singulares.

Una galga extensiométrica toma las medidas del desplazamiento relativo entre 2 aguantes que se fijan a la estructura orientadas en paralelo. Estas medidas se recogen a través de una cuerda vibrante o bien un sensor resistivo. El medidor de deformación debe estar instalado con su eje paralelo a la dirección primordial de la deformación y de la tensión respectiva a medir. A fin de conseguir la fuerza axial y el instante de flexión de un factor estructural, una galga debe instalarse en paralelo al elemento estructural y cuando menos otras 2 galgas han de ser instaladas: una en el extradós y una segunda en el intradós. En estructuras simples de hormigón, las galgas se incrustan en exactamente el mismo a lo largo de la fundición, al paso que en elementos de específico reforzado se acostumbran a soldar o bien pegar a los aceros de refuerzo.

El sensor capta la deformación electrónicamente, y entonces se puede conectar el instrumento a un sistema de adquisición de datos para registrarlos y realizar el monitoreo en tiempo real. Generalmente los medidores de deformación se encuentran pertrechados con un sensor térmico que toma la temperatura de los aledaños a lo largo de las lecturas y calcula además de esto la contribución de la deformación térmica en el factor estructural.

Precauciones a lo largo del proceso de instalación

Precauciones a tomar a lo largo de la instalación para tener resultados confiables:

Proteger las galgas con un escudo apropiado para evadir posibles daños a lo largo del vaciado debido al fluido del específico y a la vibración del mismo. Esto se puede eludir poniendo una cubierta de poliestireno en torno a la galga si se emplean galgas soldadas.
Proteger los cables con cilindros de PVC para eludir daños a lo largo de todo el proceso de construcción.
Verificar el funcionamiento de cada instrumento, tomando una primera lectura ya antes del proceso de fundición del específico que deje sustituir las galgas que no estén marchando.
Llevar a cabo un registro de datos justo después del cableado para contrastar el buen funcionamiento del sistema.

Proceso de calibración

Una vez instaladas las galgas, se deben calibrar estas para conseguir lecturas fiables. Así, tiene que tenerse en cuenta que si el instrumento no está térmicamente auto-calibrado, se debe aplicar una corrección a las lecturas: el fabricante del instrumento acostumbra a determinar un procedimiento para compensar los fallos de lectura por calibre térmico. Si se utilizan sensores resistivos, generalmente estos son autocompensados por un sistema llamado Puente de Wheatstone.

Una vez que se mide la deformación total (corregida para fallos térmicos por la galga en si misma), deben considerarse otros elementos de la deformación del específico, aparte de la deformación instantánea debida a aumentos de tensión, con la intención de tomar en consideración el comportamiento del específico.

Por otra parte, el efecto de la alteración en el módulo de Young a lo largo del proceso de endurecimiento del específico he de ser asimismo considerado. Es preciso que se estimen apropiadamente todas y cada una estas contribuciones para comprender de modo adecuado la forma de desfigurarse de las estructuras hechas concretamente reforzado.

Se aconseja entonces hacer las próximas suposiciones en el instante de hacer las calibraciones y conversiones correspondientes:

Existe una perfecta unión de las barras de acero con el específico circundante.
El específico es linealmente flexible, mas con la resistencia a tracción promedio del hormigón.
La distribución de la deformación es lineal en la sección revisada (conforme la teoría tradicional de la viga). Euler–Bernoulli beam theory
La alteración del módulo de Young con el tiempo, los factores de fluencia y la deformación por tracción prosiguen las reglas propuestas en el Código CEB-FIB Modelo mil novecientos noventa (Comité Euro-International du Béton mil novecientos noventa y uno). http://www.fib-international.org/.
La sección trasversal monitoreada está sometida a una fuerza axial, y a un instante flector cerca de un eje perpendicular a la línea virtual que pasa por las 2 galgas.

Aplicaciones en ingeniería de pavimentos

Los pavimentos están constituidos por una cierta cantidad de elementos o bien materiales que dejan darle estabilidad y rigidez a un suelo (este suelo en ciertos casos en natural y en otros puede ser una simple nivelación). La idea de emplear pavimentos es conseguir acrecentar la resistencia en los suelos y de esta forma poderles dar una funcionalidad mayor, mejorando el desplazamiento tanto de automóviles como de personas.

La base de un buen pavimento consiste en la rigidez o bien resistencia que presente el material de construcción del mismo. Ciertos materiales como el hormigón o bien las mezclas asfálticas son ideales para su desarrollo, puesto que estas mezclas tienen en su contenido una cantidad esencial de material rocoso que es resistente por naturaleza.

Las galgas extensiometricas son usadas para medir deformaciones en ensayos con todo género de materiales, los que lanzan unos resultados que dejan desarrollar o bien progresar dichos materiales, o bien realizar métodos a fin de que las construcciones sean más resistentes y durables.

Las galgas extensiometricas son fabricadas a base de papel aluminio o bien un cable finísimo en forma de reja. Esta forma de reja se diseña con la pretensión de englobar al límite el material al que va a ser sujeto o bien adherido para el ensayo a desarrollar. No obstante, debe aclararse que esta reja está sosten a un fino respaldo, el que se queja de manera directa sobre o bien bajo la pieza a medir y así es como los sacrificios aplicados sobre la pieza son transferidos de forma directa a las bandas, las que son sensibles a los cambios de resistencia eléctrica.E

Una vez medidas las deformaciones a través de las galgas, estas mandan sus resultados a un monitor, que puede programarse anteriormente para determinar una cantidad concreta de datos sujetos al mismo tiempo de ensayo o bien a la intensidad de la aplicación de la fuerza sobre la pieza de ensayo.

El empleo de galgas extensiométricas en pavimentos consiste en instalarlas sobre o bien bajo los pavimentos para determinar el deterioro del pavimento por medio de los años debido a impactos generados por el paso incesante de automóviles, personas o bien otros objetos. De este modo se consigue una base de datos sobre el impacto y deterioro que se produce con el paso progresivo de personas o bien objetos, por servirnos de un ejemplo, cuando las vías son muy usadas y precisan reparaciones incesantes. Con este procedimiento va a ser posible desarrollar teorías que pueden valorar los daños a través del tiempo y progresar la calidad de las nuevas estructuras o bien de las reparaciones de exactamente las mismas a fin de que tengan una vida útil mayor.

Existen casos en los que el empleo de las galgas extensiométricas y sus resultados se equipararon con resultados logrados matemáticamente provenientes del desarrollo de métodos basados en métodos numéricos o bien elementos finitos, que son considerablemente más complejos y elaborados. No obstante, se verificó que los resultados conseguidos de forma matemática y experimental no cambian mucho. Esto puede interpretarse como algo bueno y práctico, en tanto que no siempre y en toda circunstancia va a ser preciso desarrollar complejos métodos matemáticos en los que hay que tener cierta cantidad de suposiciones para conseguir resultados que se determinan de forma experimental y con un nivel de confianza en los resultados afín a los logrados al hacerse a través de solo métodos matemáticos.

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