FUERZAS DE IMPACTO: EN ESTE DOCUMENTO ANALIZAMOS JUNTO AL DEPARTAMENTO DE INGENIERIA, QUE ES UNA FUERZA DE IMPACTO Y COMO DESPEMEÑA SU PAPEL DE PROTECCION, LAS REDES DE SEGURIDAD ANTICAIDAS:
- INTRODUCCION
Se analiza en la presente Memoria la Fuerza de Impacto producida en las redes del sistema de protección colectiva, redes ubicadas por debajo del nivel de trabajo y que evitarán, ante la eventual caída libre al vacío de un operario u objeto, que se produzca un accidente de características importantes y/o irreversibles, teniendo en cuenta que el 80% de las muertes en la construcción se deben a caídas.
Dicho sistema forma parte de una práctica de prevención laboral para reducir los riesgos de la actividad, en las obras con trabajos de altura, y está incluido dentro del esquema de seguridad general adoptado para la obra.
Para poder realizar el cálculo de la fuerza de impacto debemos conocer el desplazamiento al momento del impacto, por lo cual se deberá considerar la elasticidad del sistema.
Los elementos que forman parte de éste sistema deben estar diseñados, evaluados y controlados para disminuir el impacto del choque, mediante el efecto bolsa y la deformación de la red hasta la distancia de frenado, amortiguando así correctamente la energía cinética, y soportando la caída de un operario con un peso de hasta 90 kg de una altura máxima de 6 metros, altura considerada desde el nivel del plano de trabajo a la red.
Las normativas vigentes para el sistema de redes de seguridad son: la IRAM 3752, la UNE EN 1263 -1 y 2 del año 2018, y la Resolución SRT 61-2023.
- DEFINICIONES
Resumimos a continuación algunos conceptos que son importantes para el desarrollo del tema.
Se define como impacto al momento en que un objeto choca con otro, en nuestro caso será el momento en que se produzca la colisión de la persona u objeto que cae con la red colocada como protección, al producirse la caída libre al vacio durante la construcción.
Fuerza de impacto (Fi) se define como el resultado obtenido de ese impacto y debe ser Fi≤8KN, para que dicha fuerza no provoque lesiones ó daños en la salud de la persona recogida en la red, daños causados por esfuerzos sufridos en su cuerpo que no pueda soportar.
Las redes son uno de los mejores elementos existentes para amortiguar la caída y el efecto del golpe en el momento del choque, disminuyendo así considerablemente la fuerza de impacto,
producto de la energía cinética cuando un cuerpo (sea una persona ó un objeto) cae al vacio atraído por la fuerza de la gravedad.
Distancia de frenado (D) es la distancia recorrida en el momento del impacto del objeto hasta su total detención. Con valores a considerar dentro del rango de 0,50m≥D≤1,50m
Velocidad Final (Vf) es la velocidad que alcanza un cuerpo en caída libre justo antes que impacte. Se calcula con la fórmula Vf= Ѵ2*g*h
Masa (m) es la cantidad de materia de un cuerpo y se mide en Kg en una balanza.
Peso (P) es la fuerza que ejerce la gravedad sobre una masa determinada, se mide en Newtons (N) ó kilogramos fuerza (Kgf) en un dinamómetro.
Newton (N) es la unidad de fuerza del Sistema Internacional (SI) y se define como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1m/s2 a un objeto 1Kg de masa.
Kilogramo fuerza (Kgf), también conocido como Kilopondio, es la unidad de fuerza del Sistema Técnico (ST) y se define como la fuerza que experimenta un cuerpo cuya masa es de 1Kg bajo la acción de la gravedad en la superficie terrestre.
Aceleración de la gravedad (g): es la aceleración resultante que experimentan los cuerpos en la Tierra debido a dos fuerzas, la atracción gravitatoria entre la Tierra y otros cuerpos celestiales y la fuerza centrífuga por la rotación de la tierra. Es un valor constante medio de 9,80 m/s2.
La relación de ambas unidades surge de la Ley de Newton, fuerza igual masa por aceleración, (F=m*a) Siendo F=1kgf ; m=1kg y a=g=9,80m/s2 resulta que 1Kgf=9,80 m/s2=9,80N
Trabajo de una fuerza: una fuerza realiza un trabajo cuando hay un desplazamiento del centro de masas del cuerpo sobre el que se aplica la fuerza, en la dirección de dicha fuerza.
La ecuación para su cálculo es: trabajo=fuerza x desplazamiento (T=F*D).
Energía Cinética: Es la energía que adquiere un cuerpo en base a su movimiento.
Se define como la cantidad de trabajo necesaria para acelerar un cuerpo, en reposo y de una masa determinada, hasta una velocidad establecida.
Se calcula con la fórmula Ec= ½*m*Vf2 y se mide en Joules (J).
- CALCULO FUERZA IMPACTO
Para el cálculo de la Fuerza de impacto (Fi) se aplica el principio de conservación de la energía, por el cual la energía no puede crearse ni destruirse y solo convertirse de una energía a otra, resulta así que el trabajo (T=Fi*D) realizado por la Fi al recorrer la distancia de frenado D es igual a la energía cinética del cuerpo (Ec= ½*m*Vf2) al momento del impacto.
Entonces si T=EC es Fi*D=1/2*m*Vf2 resulta que Fi= m/2D*Vf2 por lo que la Fuerza de impacto es igual a la masa por la velocidad final al cuadrado dividido 2D.
Donde recordemos que Vf es la raíz cuadrada de 2*g*h ó sea Vf= Ѵ2*g*h
Aplicando luego la fórmula de Newton F=m*g podemos determinar la masa del cuerpo m=F/g al momento de su impacto, como resultado de la aceleración producida durante la caída libre, y en base a dicho valor calcular el coeficiente de mayoración como relación de ambas masas que corresponde aplicar a la masa original por el efecto dinámico de la caída.
Resolvamos un ejemplo numérico con los siguientes datos:
Masa=m=90kg ; Distancia frenado=D=1,40 m ; Altura de caída=h=6,00m
Resulta Vf=Ѵ2*g*h=Ѵ2*9,80 m/s2*6m=Ѵ117,6 m/s=10,84 m/s
Fi= m*Vf2/2*D=90Kg*10,84*10,84 m2/s2 /2*1,40 m=3.776 N
m=Fi/g= 3.776 N/9,80 m/s2=385 Kg
Por lo cual los 90Kg antes de la caída se transforman en 385Kg al momento del impacto en la red de seguridad, luego de recorrer los 6m en caída libre y surge como Coeficiente= 385/90 =4,28
Según las consideraciones expuestas en la presente memoria, en base a los datos necesarios de: masa del cuerpo antes de la caída (m en Kg), altura de caída (h en m), velocidad final alcanzada (Vf en m/s, calculada según la fórmula Vf=Ѵ2*g*h) y distancia de frenado considerada (D en m), se puede determinar para cada caso la Fuerza de Impacto (Fi) resultante y con ella calcular el valor de la masa del cuerpo al momento del impacto, para poder así determinar el coeficiente de mayoración para la masa inicial, coeficiente correspondiente a la acción dinámica de la caída libre bajo el efecto gravitatorio.
REDES DE SEGURIDAD PARA OBRAS
SISTEMA DE PROTECCION COLECTIVA: SISTEMA V DE HORCAS – SISTEMA T – SISTEMA U – SISTEMA S
REDES ANTICAIDAS PERSONAS
REDES ANTICAIDAS DE OBJETOS O ESCOMBROS
BLUERED REDES
