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1 – Principalesfenómenos que causandaño en las estructurasVIENTO
VientoEl viento es el aire en movimiento, es decir, eldesplazamiento de los gases que constituyen laatmósfera de nuestro planeta.Este movimiento ocurreprincipalmente por lasdiferencia en la presiónatmosférica debido,principalmente, a cambiosde temperatura en distintoslugares de la superficies dela Tierra.
Etapas de los ciclones tropicalesLos ciclones tropicales se clasifican, según la intensidad de losvientos sostenidos, según la escala Saffir-Simpson en:CategoríaPresión, mbVelocidad,km/hDepresiónTropical (DT) 1005 62TormentaTropical (TT)1005-98163-118Huracán 1980-994119-153Huracán 2979-965154-177Huracán 3964-945178-208Huracán 4944-920209-251Huracán 5 920 252Depresión tropicalPresión 1005 mbTormenta tropicalPresión 1004-985 mbHuracánPresión 985 mb
Zonas de ciclones tropicales en MéxicoAdemás del movimiento circular el ciclón se traslada alo largo de los océanos (se sigue la trayectoria de sucentro) y llega a impactar en los continentes.
Fuerzas sobre un cuerpo sólido (energía de presión energía cinética)2 p ½ Cp v² 2Presión(energía de presión energía cinética)11SotaventoAplicando la ecuación deBernoulli:p1 ½ v1² p2 0BarloventoCuando la masa de aire choca con un obstáculo sólido ejerce unapresión sobre él, mientras trata de rodearlo para seguir sutrayectoria. La cara donde choca el aire se llama de barlovento, y laopuesta, donde se las estelas del flujo se separan del objeto segeneran succionesSucción(cara de sotavento).densidad del aireCp coeficiente de presiónSucción
Escala de Beaufort – Medida Empírica de la VelocidadBeaufortVelocidad delviento 00-20-1El humo asciende verticalmentetranquilo12-51-3El humo se desvía suavemente hacia un ladosuave26 - 124-7El viento se percibe en la pielsuave313 - 208-12Se mueven banderas ligerasmoderado421 - 2913-18Se mueve polvo y papelesmoderado530 - 3919-24Pequeños árboles empiezan a mecerse al vientovivo640 - 5025-31Los paraguas ya no se pueden utilizarfuerte751 - 6132-38Todos los árboles se mueven fuertemente / ya cuestatrabajo moverse contra la dirección del vientofuerte862 - 7439-46Las astas de los árboles se quiebranmuy fuerte975 - 8747-54Pueden presentarse daños importantes en edificiosmuy fuerte1088 - 10155-63Pueden presentarse los peores daños en edificiosmasivo11102 - 11664-72Pueden presentarse los peores daños en edificiosmasivo12 117 73Casi nunca sucede; acompañado de devastación.huracanes
Estación meteorológicaLa velocidad del viento semide en estacionesmeteorológicas con elanemómetro que tiene paletas(como cuchara) que giran conel viento como un rehilete.Así se han establecidomediciones de viento pormuchas décadas en muchaszonas del país con lo que esposible establecerestadísticamente lasvelocidades máximas.
Registros de vientoServicio Meteorológico Nacionalhttp://smn.cna.gob.mx/
Mapa de Isostacas para Periodo de Retorno de 200 Años.Comisión Federal de elocidades de viento máximoIsotacaskm/hAltura sobre el terreno 10 mCategoría del terreno2lapso de promediación 3 s-105-100-105-100Longitud-95-90-86
Mapa de Isotacas para Periodo de Retorno de 50 Años.Comisión Federal de 18Velocidades de viento máximoIsotacaskm/hAltura sobre el terreno 10 mCategoría del terreno2lapso de promediación 3 s-105-100-105-100Longitud-95-90-86
Velocidad de diseño, VdEn reglamentos y manuales de diseño eólico seestablece una corrección de la velocidad regional paracalcular la velocidad de diseño por viento:Vd FTR F VRdonde:VR velocidad regional,FTR factor por topografía y rugosidad del terreno, yF factor por altura.
Condiciones de rugosidad del terrenoLa “rugosidad” del terreno es un factor que modifica lavelocidad del viento para fines de diseño. Implica lareducción del libre flujo del viento por los obstáculos, yque va desde un terreno liso sin árboles hasta unaciudad llena de edificios.R1R2R3R4Grandensidad deedificiosaltosConstrucciones de bajaaltura yárbolesTerreno planopocos obstáculosVCampo abiertoEn función deestas condicionesse establece elfactor FTR.NTC diseño por viento, Reglamento del DF-2004
Condiciones de topografía del terrenoOtro factor es la topografía del terreno, ya que unedificio arriba de un cerro o promontorio recibirá másdirectamente el viento que en las laderas, en unterreno plano o en el fondo de un valle.Por tanto se establecen valores para el factor FTR.T5VT1T3T2VVT4planomontículovalle cerradoNTC diseño por viento, Reglamento del DF-2004
Factor por topografía y rugosidad del terreno
Estimación de fuerzas de diseñoRetomando la ecuación:p ½ Cp Vd²Con una densidad 0.125 kg·s²/m(a 15oC a nivel del mar)y si usamos km/h, donde 1 m/s 3.6 km/h½ 0.125/3.6² 0.004822por tanto:pz 0.0048 Cp Vd²donde:pzpresión en kg/m²,Vdvelocidad de diseño en km/h, yCp coeficiente de presión.
Categoría Presión, mb Velocidad, km/h Depresión Tropical (DT) 1005 62 Tormenta Tropical (TT) 1005-981 63-118 Huracán 1 980-994 119-153 Huracán 2 979-965 154-177 . La velocidad del viento se mide en estaciones meteorológicas con el anemómetro que tiene paletas (como cuchara) que giran con el viento como un rehilete.
