ESTRUCTURAS METÁLICAS
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INTRODUCCION
Las tormentas de granizo son precipitaciones en forma de hielo que están relacionadas con las tormentas eléctricas. Para que se presente una tormenta de granizo tienen que darse ciertas condiciones de temperatura, humedad y viento, por lo que normalmente estos fenómenos se presentan durante los meses calurosos. En función de la cantidad y del tamaño del granizo, será la magnitud del posible daño. En zonas rurales destruyen siembras y plantíos, y en ocasiones provocan la muerte de animales de cría. En zonas urbanas provocan problemas de tránsito y daños a viviendas precarias, naves industriales y áreas verdes, debido tanto a la acumulación sobre techos, al propio impacto del granizo así como a la obstrucción del sistema de drenaje, lo que produce severas inundaciones.
El granizo es una precipitación sólida proveniente de una nube de tormenta. Su consistencia y tamaño varían desde gránulos blandos blandos o de hielo de 2 a 5 mm de diámetro hasta pedriscos de 5 a 50 mm de diámetro. Cuando las partículas de la nube llegan a ser demasiado pesadas para seguir suspendidas en el aire, caen a tierra t ierra como precipitación. Esta precipitación ocurre en una variedad de formas: lluvia, lluvia congelada, aguanieve o nieve y granizo. Mientras las gotas de hielo caen a través de la nube, otra capa de hielo se agrega y la piedra del granizo crece. Cuanto más fuerte es la corriente aérea ascendente, más es el tiempo que el granizo incrementa su tamaño. Cuando Cuando la piedra del granizo llega a ser demasiado pesada pesada cae de la nube hacia la superficie.
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Los daños que una tormenta de granizo puede ocasionar en los bienes y las construcciones hechas por el hombre son debidos principalmente a dos causas: El impacto producido por el propio granizo La acumulación del material.
Las granizadas ligeras dañarán principalmente a los ventanales de las viviendas; sin embargo, el impacto de los pedriscos en granizadas intensas puede destruir parcial o totalmente los techos de las viviendas, desde los de teja hasta los techos de lámina de asbesto.
De igual forma, el impacto de los granizos de gran tamaño puede afectar seriamente a las paredes de construcciones hechas con materiales frágiles. A continuación se muestra los daños sobre este tipo de edificaciones, durante la granizada de Forth Worth, Texas, en 1995.
En naves industriales los daños son prácticamente los mismos que en el caso de las viviendas, es decir, las cubiertas ligeras soportan el impacto del granizo y pueden deformarse e incluso romperse debido a él. Además de esto, la acumulación de granizo resulta particularmente dañina en este tipo de construcciones ya que, a diferencia del daño localizado causado por el impacto, la acumulación de granizo puede producir una inestabilidad de la estructura de la nave, lo que puede desencadenar
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en un colapso masivo de la misma. En México, particularmente en el estado de Puebla, se han reportado muchas estructuras con fuertes daños debidos a tormentas de granizo (Ruiz, 1999). El trabajo de Ruiz (1999) hace un recuento de los daños causados por el granizo durante los últimos 30 años, los cuales se resumen en la siguiente.
Forth Worth, Texas
Durante el desfile de mayo de 1995 en Forth Worth, Texas, granizos de 15 cm de ancho comenzaron a golpear a la multitud; 90 personas resultaron heridas por los proyectiles que les causaron lesiones en la piel o por los vidrios rotos en los autos o edificios. Los costos sumaron casi 2,000 millones de dólares, algo sin precedentes para una granizada. Calgary, Canadá
En 1991 una granizada en Calgary causó pérdidas por cerca de 315 millones de dólares en tan sólo 15 minutos. En 1996, la misma ciudad se vio cubierta por un manto de granizos del tamaño de un puño. Esta tormenta arrasó con los sembradíos de trigo, maíz y algodón. Distrito Federal, México
En agosto de 1976 cayó una fuerte granizada en el occidente de la Ciudad de México, el cual provocó daños severos en viviendas en la zona de Tacubaya, el colapso del techo del mercado Las Américas y de otras estructuras en Mixcoac y Álvaro Obregón. La caída de granizo duró 17 minutos y dejó una capa de granizo de 24cm, causó la muerte de 12 personas y dejó lesionadas a 26; 300 personas perdieron su hogar. En mayo de 1987 el norte del Distrito Federal y parte del Estado de México soportaron 40 minutos de caída de granizo, el cual dejó una capa de 60cm de espesor. Hubo deslizamiento de tierra en el cerro Chiquihuite, muchos techos de viviendas y fábricas cayeron. El saldo fue de 9 personas muertas y 12 heridas.
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La delegación Magdalena Contreras sufrió una severa granizada en noviembre de 1997, durante la cual se derrumbaron 20 viviendas y tuvieron que ser evacuadas 600 personas. El granizo formó una capa de 20 cm de espesor. Tlaxcala, México
Una granizada sobre Tlaxcala en 1992 dejó sin hogar a más de 2,000 familias. El granizo cayó durante 3 días consecutivos, y causó la pérdida de más de 30,000 ha de cultivos. En febrero de 1993 más de un centenar de personas se vieron damnificados por una granizada que duró aproximadamente 30 minutos. La zona más dañada fue la colonia Emilio Sánchez. En junio del 94 otra fuerte granizada daño 500 ha de cultivos de maíz, trigo y cebada en la población de Aueyotlipan. El granizo formó una capa de 20 cm de espesor.
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“Hace 15 años, una hora de granizo y lluvia torrencial colapsó el sistema pluvial de la ciudad.
Inundaciones en diferentes puntos de la urbe, miles de llamados pidiendo ayuda y una riada que causó muertos, heridos y desaparecidos fue el saldo de aquel día.”
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“Una fuerte tormenta con granizo cayó esta noche sobre la
Capital dejando las calles, principalmente del centro de la ciudad, repletas de promontorios de hielo producto del granizo acumulado. Bastó una media hora de lluvia intensa con granizo para dejar en aprietos a choferes que manejaban en el centro de la ciudad, principalmente en aquellas calles hondonadas que automáticamente acumulaban granizo.”
http://correodelsur.com/local/20170210_granizada-en-sucreprovoca-estragos-en-varias-zonas-de-la-ciudad-hay-unfallecido.html
Piscina del Parque Bolivar Derrumbada
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“El día de ayer (viernes) había una
inestabilidad atmosférica que ha ido generando actividad nubosa, al finalizar la tarde se ha generado un sistema convectivo por la parte sudeste de la ciudad donde se ha ido formando una nube de tipo cumulonimbus (nube de gran desarrollo vertical, internamente formada por una columna de aire cálido y húmedo que se eleva en forma de espiral rotatorio) la misma que trae consigo lluvias intensas, probables descargas eléctricas y a veces caída de granizo como el
que
ha
ocurrido”,
explicó
el
responsable regional del SENAMHI, Franz Delgadillo.
Ha sido una granizada fuerte; en el pasado hubo granizadas de esa magnitud y tal vez más fuerte como la de 1982 donde el tamaño y la cantidad fue similar o mayor a la que se ha producido ayer (viernes); asimismo, lo más reciente, el 2008, en septiembre, se produjo una fuerte lluvia con caída de granizo y ráfagas de viento fuerte que provocaron la caída de tinglados de campos deportivos de unidades educativas y de la Universidad”,
recordó Delgadillo, al señalar que la probabilidad de granizada en Sucre es muy alta.
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Comunidades cercanas a Tupiza y Villazón sufren una torrencial granizada. Se desbordaron el río y quebradas. Se habla perdidas substanciales de varias hectáreas de cultiv
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Norma Mexicana “Disposiciones reglamentarias para diseño
estructural por acumulación de granizo
En lo que corresponde a granizo, el RCDF establece que se deberá considerar una carga de granizo de 0.3kN (30 Kg.) por metro cuadrado de superficie proyectada horizontalmente, aplicada de manera concentrada en los puntos más bajos de los valles en techos con inclinación mayor al 5%, ó bien una carga distribuida de 1.0 kN/m 2 (100kg/m2). Esta disposición es tomada (parcialmente) por todos los demás reglamentos de construcción de los estados donde la amenaza de tormentas de granizo es muy alta. Ruiz (1998) realizó un estudio de la intensidad de tormentas de granizo en el estado de Puebla en términos de carga de granizo, con el objeto de determinar si las disposiciones reglamentarias eran razonables o no. Hace un análisis de las configuraciones estructurales más vulnerables (referido específicamente a naves industriales) y realiza mediciones de carga con un dispositivo diseñado para el proyecto, muy similar a un panel de granizo (hailpad). Como resultado de las mediciones, el autor propone que la carga de granizo varíe con la pendiente del techo, de manera que para techos con pendiente mayor o igual a 15% la carga de 0.3 kN/m 2 (30 Kg./m2) es razonable y para techos con inclinaciones menores se debe considerar una carga de 1 kN/m2 (100 Kg./m2). Además, Ruiz propone que los daños causados por granizo sean incluidos como un estado límite de servicio ya que las pérdidas en contenidos resultan cuantiosas aún cuando la estructura principal no alcance su estado límite de falla.” Norma Ecuatoriana de la Construcción “3.2.5.
Cargas de granizo
Se considerará una acumulación del granizo en corto tiempo. Se debe tomar en cuenta para regiones del país con más de 1500 msnm, las cargas de granizo S, tal como se especifica en los siguientes párrafos. La carga de granizo S se determinará por la siguiente formulación:
Para cubiertas con pendientes menores del 15% Se debe considerar una carga de granizo mínima de 0.50 kN/m2
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Para cubiertas con pendientes menores del 5% Se debe considerar una carga de granizo mínima de 1.0 kN/m2 En los sitios donde sea necesario considerar la carga de granizo, se adicionará una sobrecarga de 1.0 kN/m2 en las áreas de los aleros, en un ancho del 10% de la luz libre, medido desde el borde hacia el apoyo y no menor a 1000 mm.
Reglamento colombiano de Construcción Sismo Resistente “B.4.8.3 – CARGA DE GRANIZO
B.4.8.3.1 – Las cargas de granizo, G, deben tenerse en cuenta en las regiones del país con
más de 2 000 metros de altura sobre el nivel del mar o en lugares de menor altura donde la autoridad municipal o distrital asi lo exija. B4.8.3.2 – En los municipios y distritos donde la carga de granizo debe tenerse en cuenta,
su valor es de 1.0 kN/m² (100kgf/m²). Para cubiertas con una inclinación mayor a 15° este valor puede reducirse a 0.5 kN/m² (50kgf/m²).”
Se realizó el calculo de la densidad del granizo para sucre en fechas Febrero, 2017 alcanzando una densidad de 700 kg/m3. También se verifico la altura que el granizo podía alcanzar en una superficie plana alcanzando y pasando los 30 cm de altura.
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Actualmente las normas de diseño para Sucre según la SIB son las que se muestran en la tabla anterior con una Carga mínima de diseño de 140 kg/m2 y una Carga máxima de 250 kg/m2 las dos respectivamente para granizo. Sin embargo no se posee una norma base para el diseño con cargas de granizo, el cual se tomara en cuenta apartir de la primera semana de marzo en Sucre.
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Con respecto a la variación de cargas tomando en cuenta la influencia del angulo se propone una ecuación simple que abarca pendientes, propuesto por el Ing Reynaldo Zambrana que se tomara en cuenta en la creación de norma para carga de granizo en la ciudad de Sucre
https://online.portoviejo.gob.ec/docs/nec5.pdf http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/430/A6.pdf?sequ ence=6 http://www.idrd.gov.co/sitio/idrd/sites/default/files/imagenes/2titulo-b-nsr-100.pdf http://forestoindustria.magyp.gob.ar/archivos/madera-en-la-construccion/tema15.pdf http://cgservicios.df.gob.mx/prontuario/vigente/740.doc https://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/area100/ReglamentoCirsoc_104_97.pdf https://www.inti.gob.ar/cirsoc/pdf/area100/ReglamentoCirsoc_104_97.pdf https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=6&cad=rja&uact=8&ved=0 ahUKEwi5qLLnLjSAhUFH5AKHTplDHYQFggyMAU&url=https%3A%2F%2Fwww.inti.gob.ar%2Fcirsoc%2Fpdf%2F area100%2FReglamentoCirsoc_104_97.pdf&usg=AFQjCNGV11kwe6PNFGGbPMs9YN0RGINMeA http://www.catedracanciani.com.ar/E1/013%20%20ACCIONES%20SOBRE%20LAS%20ESTRUCTURAS%20-%20CARGAS.pdf http://www.smie.org.mx/SMIE_Articulos/co/co_14/te_08/ar_10.pdf http://www.pemex.com/procura/procedimientos-de-contratacion/normasreferencia/Normas%20vigentes/NRF-137-PEMEX-2012.pdf https://www.facebook.com/reynaldo.zambrana?fref=ts
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