GEOTECNIA PARA TORPES: Las tensiones efectivas o como hacer una viga con granos de arroz (CAP. 4- Epílogo).

En las tres entradas anteriores de esta sección GEOTECNIA PARA TORPES:

• GEOTECNIA PARA TORPES: Las tensiones efectivas o como hacer una viga con granos de arroz (CAP. 1- La presentación).
• GEOTECNIA PARA TORPES: Las tensiones efectivas o como hacer una viga con granos de arroz (CAP. 2- El nudo).
• GEOTECNIA PARA TORPES: Las tensiones efectivas o como hacer una viga con granos de arroz (CAP. 3- El desenlace).

           expuse varias conclusiones relacionadas con nuestra viga de granos de arroz, de las cuales destaco:

· El suelo, aunque su naturaleza se asuma como discontinua y friccional, cuando está sometido a un estado de tensiones típico de confinamiento, su funcionamiento se puede asumir como el de un material continuo.

· Las tensiones efectivas, es decir las fuerzas de contacto entre partículas, son las responsables del comportamiento friccional.

· Para prever como se comportará un suelo frente a una acción, es fundamental conocer el estado tensional que tiene el suelo antes de aplicar la acción.

En este punto, es fundamental ver la entradas anteriores para poder seguir este post.

En este capítulo trataré nuestra viga con teoría típica de resistencia de materiales, como si de un material continuo se tratara. En los siguientes esquemas se refleja un modelo sintético del experimento que estoy analizando, y los esfuerzos a los que está sometida nuestra viga.

Así mismo, he simplificado la sección de la viga a una sección cuadrada de canto 6 cm.

En las siguientes figuras represento el estado tensional de una sección de nuestra viga, diferencio dos estados:

• Viga sin cargar: En este estado la sección está sometida a unas tensiones efectivas fruto de la presión negativa asociada al vacío de la máquina de vacio (ver las anteriores entradas), esta presión de vacío la estimo en 0,4 kg/cm2.

• Viga cargada: Al anterior estado tensional se le añade el asociado los esfuerzos que ha de soportar la sección.

Analizando la capacidad de nuestra viga frente a momentos flectores, intuitivamente ya se ve que la resistencia a tracción de la bolsa de envasado (ver entradas anteriores) tendrá mucho que decir, en lo que sigue calculo el momento máximo que podría soportar la sección de nuestra viga de arroz si no existiera la bolsa trabajando a tracción, para ello busco el momento que anule las tensiones efectivas en la parte externa de la sección, tal y como se ve en los siguientes esquemas.

Puede verse que ese momento está asociado a una carga máxima en el centro del vano de 1,64 kg, que no está mal para un monton de granos apretados, pero no es suficiente para aguantar una paletilla (6kg), lo cual evidencia que la bolsa de envasado está trabajando a tracción a modo de armado exterior de la viga.

Analizando la capacidad máxima a cortante, que dependerá, de forma prácticamente exclusiva del mecanismo de acodalamiento entre los granos de arroz, aplico la formulación friccional, donde me aparece la tensión efectiva, la cual, tal y como hemos comentado en las partes anteriores, coincidirá con la presión de vacío.

 El ángulo de rozamiento interno del arroz lo determino midiendo el ángulo de talud estable de un monton de arroz, tal y como veis en la siguiente foto.

Integrando la capacidad en toda la sección

Llegamos a una capacidad máxima de 10,08 kg, es decir nuestra viga aguanta bien una paletilla (6 kg), pero con la segunda (12 kg) se supera la resistencia a cortante de la viga, es decir, los granos de arroz se recolocarán y ya no habrá un comportamiento elástico, ya que no se recuperará la forma original. Y eso es lo que pasó.

Os podéis imaginar lo que pasó cuando se me ocurrió pinchar el envase, pues que el sistema colapsó, ya que desapareció la presión de vacío, por lo que desaparecieron las tensiones efectivas, por lo que desapareció la resistencia a cortante, la viga flechó y las paletillas se cayeron.

Gracias por el tiempo que me habéis dedicado.

Juanjo