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PUENTE PEATONAL CON SENSORES DE PESO POR: BAYRON SANTOYA –ANDREA CAMPUZANO- HECTOR PERTUZ- MARIA DAVILA-TATIANA PEREZ Los puentes tradicionales que vemos hoy en día, pareciera que simplemente son de concreto o acero, pero estos llevan un proceso tecnológico grande para que la estructura soporte el peso adecuado; con ayuda de sensores de peso podremos determinar en que punto la estructura se encuentre a punto de colapsar.

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trabajo acerca del diseño de ingenieria

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TABLA DE CONTENIDOPág.

ANTECEDENTES

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

JUSTIFICACIÓN

OBJETIVOS GENERAL

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

MARCO TEÓRICO

ASPECTOS METODOLÓGICOS

RESULTADOS ESPERADOS

PRESUPUESTO

PLANOS

CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

GLOSARIO

REFERENCIAS

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0. INTRODUCCION

Las ciudades modernas, a diferencia de las grandes ciudades de la antigüedad, no se diseñaban para el peatón. Ejemplo claro de esto es que en la gran mayoría de ciudades se reduce el tamaño de los andenes para ampliar las vías de paso de los vehículos, y en muchas ocasiones el conjunto de elementos de amoblamiento urbano que se ubican sobre los andenes disminuyen su capacidad.

Muchos son los componentes de la seguridad vial. Uno de ellos aunque no el principal, son los puentes peatonales, esas estructuras de concreto o metálicos, que deben utilizarse en la infraestructura viaria, moderna.

Los puentes peatonales además de su función viaria; tienen el objetivo de salvar la vida a los transeúntes de algunos conductores que piensan que están en una carrera de la formula 1 o en un circuito de la Nascar.

Con este proyecto lo que queremos resaltar y traer a colación, es la falta de elementos tecnológicos que hacen de estos, estructuras antiguas y poco atractivas para las personas que los utilizan.

Siguiendo con lo anterior, el propósito principal de cualquier proyecto es el de mejorar un poco la calidad de vida de las personas que utilicen este producto y/o servicio; en relación con esto, nuestro objetivo es mejorar un elemento cotidiano de nuestra vida, para que sea más útil, moderno e implemente algunos de los avances tecnológicos a los cuales hemos llegado hoy en día.

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1. ANTECEDENTES

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2. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

¿Alguna vez hemos visto un puente con sensores, bandas transportadoras, oficinas o cualquier tipo de tecnología visible? No cierto, pues bien jamás hemos podido verlos porque sencillamente ese puente como muchísimos otros están construidos de la misma forma convencional que vemos a diario.

Siguiendo con esto, pareciera que cada vez que avanza la tecnología en la construcción de obras y estructuras se olvidan de añadirle a estos, un poco de ese basto avance que ha tenido la humanidad a lo largo del tiempo. Tal vez no sea tanto un problema, sino una falta de innovación de parte nuestros ingenieros predecesores, y tampoco es su culpa sino de su formación, porque, fueron instruidos solo para generar ingresos y no ver un poco más allá de lo obvio.

Nosotros pensando en esta situación, ideamos realizar un puente peatonal con acceso para todos los avances tecnológicos que sean posibles para mejorar la calidad de esta estructura y por supuesto ayudar avance de la sociedad.

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3. OBJETIVOS3.1 Objetivo General

Identificar los principales avances tecnológicos disponibles para equipar el puente, brindando a la sociedad tranquilidad y seguridad al momento de usarlo, cumpliendo así con el objetivo de todo proyecto, que es ayudar a la sociedad.

3.2 Objetivos Específicos Recolectar la mayor información, acerca de los sensores más adecuados para

utilizar el puente Gracias a estas ventajas tecnológicas seremos innovadores en un mercado, el cual

no ha tenido mucha evolución y versatilidad desde hace mucho tiempo Abrir un camino en el cual la tecnología vaya de la mano con las personas para su

beneficio y bienestar.

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4. MARCO TEORICO

El arte de construir puentes tiene su origen en la misma prehistoria. Puede decirse que nace cuando un buen día se le ocurrió al hombre prehistórico derribar un árbol en forma que, al caer, enlazara las dos riberas de una corriente sobre la que deseaba establecer un vado. La genial ocurrencia le eximía de esperar a que la caída casual de un árbol le proporcionara un puente fortuito. También utilizó el hombre primitivo losas de piedra para salvar las corrientes de pequeña anchura cuando no había árboles a mano. En cuanto a la ciencia de erigir puentes, no se remonta más allá de unos siglo y nace precisamente al establecerse los principios que permitían conformar cada componente a las fatigas a que le sometieran las cargas.

El arte de construir puentes no experimentó cambios sustanciales durante más de 2000 años. La piedra y la madera eran utilizadas en tiempos napoleónicos de manera similar a como lo fueron en época de julio Cesar e incluso mucho tiempo antes. Hasta finales del siglo XVIII no se pudo obtener hierro colado y forjado a precios que hicieran de él un material estructural asequible y hubo que esperar casi otro siglo a que pudiera emplearse el acero en condiciones económicas.

Al igual que ocurre en la mayoría de los casos, la construcción de puentes ha evolucionado paralelamente a la necesidad que de ellos se sentía. Recibió su primer gran impulso en los tiempos en que Roma dominaba la mayor parte del mundo conocido. A medida que sus legiones conquistaban nuevos países, iban levantando en su camino puentes de madera más o menos permanentes; cuando construyeron sus calzadas pavimentadas, alzaron puentes de piedra labrada. La red de comunicaciones del Imperio Romano llegó a sumar 90000 Km. de excelentes carreteras.

A la caída del Imperio Romano, sufrió el arte un gran retroceso, que duró más de seis siglos. Si los romanos tendieron puentes para salvar obstáculos a su expansión, el hombre medieval vio en los ríos una defensa natural contra las invasiones. El puente era, por tanto, un punto débil en el sistema defensivo en la época feudal. Por tal motivo muchos puentes fueron desmantelados y los pocos construidos estaban defendidos por fortificaciones. A fines de la baja Edad Media renació la actividad constructiva, principalmente merced a la labor de los Hermanos del Puente, rama benedictina. El progreso continuó ininterrumpidamente hasta comienzos del siglo XIX.

La locomotora de vapor inició una nueva era al demostrar su superioridad sobre los animales de tiro. La rápida expansión de las redes ferroviarias obligó a un ritmo paralelo en la construcción de puentes sólidos y resistentes. Por último, el automóvil creó una demanda de puentes jamás conocida. Los impuestos sobre la gasolina y los derechos de portazgo suministraron los medios económicos necesarios para su financiación y en sólo unas décadas se construyeron más obras notables de esta clase que en cualquier siglo anterior. El gran número de accidentes ocasionados por los cruces y pasos a nivel estimuló la creación de diferencias de nivel, que tanto en los pasos elevados como en los inferiores requerían el empleo de puentes. En una autopista moderna todos los cruces de carreteras y pasos a nivel son salvados por este procedimiento.

En razón del propósito de estas estructuras y las diversas formas arquitectónicas adoptadas se pueden definir como; "obras de arte destinadas a salvar corrientes de agua, depresiones del relieve topográfico, y cruces a desnivel que garanticen una circulación fluida y continua de peatones, agua, ductos de los diferentes servicios, vehículos y otros que redunden en la calidad de vida de los pueblos."

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El puente es una estructura que forma parte de caminos, carreteras y líneas férreas y canalizaciones, construida sobre una depresión, río, u obstáculo cualquiera. Los puentes constan fundamentalmente de dos partes, la superestructura, o conjunto de tramos que salvan los vanos situados entre los soportes, y la infraestructura (apoyos o soportes), formada por las pilas, que soportan directamente los tramos citados, los estribos o pilas situadas en los extremos del puente, que conectan con el terraplén, y los cimientos, o apoyos de estribos y pilas encargados de transmitir al terreno todos los esfuerzos. Cada tramo de la superestructura consta de un tablero o piso, una o varias armaduras de apoyo y de las riostras laterales. El tablero soporta directamente las cargas dinámicas y por medio de la armadura transmite las tensiones a pilas y estribos. Las armaduras trabajarán a flexión (vigas), a tracción (cables), a flexión y compresión (arcos y armaduras), etc. La cimentación bajo agua es una de las partes más delicadas en la construcción de un puente, por la dificultad en encontrar un terreno que resista las presiones, siendo normal el empleo de pilotes de cimentación. Las pilas deben soportar la carga permanente y sobrecargas sin asentamientos, ser insensibles a la acción de los agentes naturales, viento, grandes riadas, etc. Los estribos deben resistir todo tipo de esfuerzos; se construyen generalmente en hormigón armado y formas diversas.

Los puentes pueden ser clasificados según muchas características que presentan, entre las clasificaciones más comunes se tienen las siguientes:

Por su longitud:

Puentes mayores (Luces de vano mayores a los 50 m.).

Puentes menores (Luces entre 10 y 50 m.). 

Alcantarillas (Luces menores a 10 m.).

Por el servicio que presta:

Puentes camineros.

Puentes ferroviarios.

Puentes en pistas de aterrizaje

Puentes acueducto (para el paso de agua solamente).

Puentes canal (para vías de navegación).

Puentes para oleoductos.

Puentes basculantes (en zonas navegables)

Puentes parpadeantes (en cruces de navegación)

Pasarelas (o puentes peatonales)

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Puentes mixtos (resultado de la combinación de casos).

Por el material del que se construye la superestructura:

Puentes de madera.

Puentes de mampostería de ladrillo. 

Puentes de mampostería de piedra. 

Puentes de hormigón ciclópeo. 

Puentes de hormigón simple. 

Puentes de hormigón armado. 

Puentes de hormigón pretensado. 

Puentes de sección mixta. 

Puentes metálicos.

Por la ubicación del tablero:

Puentes de tablero superior. 

Puentes de tablero inferior. 

Puentes de tablero intermedio. 

Puentes de varios tableros. 

Por los mecanismos de transmisión de cargas a la infraestructura: 

Puentes de vigas. 

Puentes porticados. 

Puentes de arco.

Puentes en volados sucesivos.

Puentes atirantados 

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Puentes colgantes.

Por sus condiciones estáticas:

Isostáticos:     

Puentes simplemente apoyados.

Puentes continuos con articulaciones (Gerber).

Puentes en arco (articulados)

Hiperestáticos: 

Puentes continuos.

Puentes en arco.

Puentes aporticados.

Puentes isotrópicos o espaciales.

Transición:

Puentes en volados sucesivos (pasan de isostáticos a hiperestáticos).

Por el ángulo que forma el eje del puente con el del paso inferior (o de la corriente de agua):

Puentes rectos (Ángulo de esviaje 90º).

Puentes esviajados (Ángulo de esviaje menor a 90º).

Puentes curvos (Ángulo variable a lo largo del eje).

Por su duración:

Puentes definitivos. 

Puentes temporales o provisionales.

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5. ASPECTOS METODOLOGICOS

A continuación procederemos a explicar detalladamente el funcionamiento de nuestro proyecto:

I. Para los transeúntes corrientes cuenta con una estructura sencilla y un pasamanos para su seguridad;

II. En la parte que se encuentra cruzando la vía, nuestro puente cuenta con dos bandas transportadoras para ahorrar tiempo al cruzarlo; obviamente una de ida y otra de venida;

III. Para alimentar el ascensor y las bandas transportadoras el puente cuenta con una serie de paneles solares Mono-Cristalinos ubicados a lo largo del puente para recibir la mayor cantidad de sol posible;

IV. El puente cuenta con pantallas en las cuales muestra una serie de mapas viales para que las personas se puedan ubicar y saber con mas certeza a donde se van a dirigir;

V. Nuestro puente esta recubierto con un techo de vidrio para evitar que las personas y las bandas se mojen en tiempos de lluvia;

VI. En el interior del puente estarán ubicadas luces LED para brindar la mayor iluminación y seguridad posible;

VII. Para mucha mas comodidad de nuestros usuarios, en las bases encontraran dos baños uno de damas y otro de caballeros, en caso de una necesidad fisiológica;

VIII. Para generar ingresos extra en el interior podremos ubicar anuncios publicitarios, o en las pantallas como el patrocinador lo considere conveniente;

En cuanto a las tecnologías integradas en este proyecto podemos resumirlas así:

Para el panel solar:

Mono-cristalino:

Este es la tecnología que Goal Zero emplea

11-22% de eficiencia Más eficiente y muy confiable Vida útil de 10 – 30 años La más alta potencia en vatios por metro cuadrado Hecho a partir de cristales de silicio Mejores resultados en las condiciones más (luz y temperatura) Se desempeña bien en condiciones de poca luz

Para los LEDS:

La farola se encarga de proteger la bombilla y de dirigir el flujo luminoso. Para la instalación de LED no es necesario cambiar el mástil, ya que incluye una farola de tipo estándar para acoplarla de forma fácil y rápida. Su avanzado diseño aporta un haz de luz potente y con una eficiencia sin competencia.

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6. RESULTADOS ESPERADOS

El mercado en el cual deseamos incursionar, es el mercado de la construcción, en el segmento de los puentes peatonales. Los clientes a los cuales ofreceremos nuestro proyecto son las constructoras nacionales e internacionales interesadas en dar un paso adelante en el futuro y pensando en el bienestar de sus habitantes.

Queremos que nuestros clientes se sientan atraídos gracias a la forma versátil, moderna, y ergonómica de nuestro puente; ya que cuenta con muchas comodidades para los transeúntes y representa además una fuente de ingreso.

Esperamos que el puente sea de gran acogida en las grandes compañías y constructoras, ya que la implementación de los sensores nos hará únicos en un mercado bastante limitado. En cuanto a los sensores esperamos que soporten una peso considerable y advierta a los usuarios si la estructura está en riesgo de colapsar o no.

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7. PRESUPUESTO

DESCRIPCION PRECIO ($) CANTIDAD

Sensores de peso 8000 6

Láminas de aluminio 40000 8

Accesorios pequeños 50000 15

Otros 30000 ---

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8. PLANOS

Tomando en cuenta la forma que posee nuestra competencia, quisimos hacerlo de manera tal que fuese fácil, versátil, moderno y llamativo. Todas las funciones involucradas en el proyecto son las siguientes:

En la parte inferior, esta dotado con baños que le facilitan las necesidades fisiológicas a los usuarios

Pensando en la comodidad de nuestros usuarios y la satisfacción de nuestros clientes el puente cuenta con bandas transportadoras que recorren el puente de extremo a extremo en dos sentidos: ida y vuelta

Siendo ecologistas y teniendo un pensamiento verde, adaptamos paneles solares mono-cristalinos que recorren el puente de punta a punta, tomando energía y almacenándola el funcionamiento del mismo

Incluimos pantallas LCD con mapas interactivos y/o publicidad para generar ingresos y brindar orientación a nuestros clientes

A continuación mostraremos un bosquejo de nuestro proyecto:

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9. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

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10. GLOSARIO

Puentes aporticados: Si el puente es bajo y corto, se lo puede solucionar con viga continua o sea con articulaciones o aparatos de apoyo sobre las pilas y los estribos. La necesidad de estas articulaciones es en razón de que las pilas bajas tienen muy poca capacidad para absorber las dilataciones o contracciones de las vigas principales.Las articulaciones aumentan cuatro veces esta capacidad en relación a la de las pilas monolíticas con sus vigas.

Puentes de hormigón ciclópeo: son de montaje rápido, ya que admiten en muchas ocasiones elementos prefabricados, son resistentes, permiten superar luces mayores que los puentes de piedra, aunque menores que los de hierro, y tienen unos gastos de mantenimiento muy escasos, ya que son muy resistentes a la acción de los agentes atmosféricos

Puentes en volados sucesivos (pasan de isostáticos a hiperestáticos): hace referencia a un procedimiento de construcción utilizado con frecuencia en grandes puentes. El método consiste en construir la superestructura a partir de las pilas o pilones, agregando tramos parciales que se sostienen del tramo anterior. Esta maniobra se realiza de manera más o menos simétrica a partir de cada pilón, de manera que se mantenga equilibrado y no esté sometido a grandes momentos capaces de provocar su vuelco.

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11. REFERENCIAS

Marco Teórico: http://www.cuevadelcivil.com/2010/03/puentes-historia-y-definicion.html

Generación del concepto: Elaborado por los estudiantes