Taller Electonica

7/24/2019 Taller Electonica

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2.- HISTORIA DEL RADAR - PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.

Principios de funcionamiento

La sigla Radar signifca Radio Detection and Ranging(deteccin y medicin de distancias mediante ondas

electromagnticas).

Es un preciso instrumento para la medicin de distancias. Su sistema esta basado en la relacin y medicin de

tiempo que reina entre la transmisin y el retorno de una seal electromagntica que ha sido ree!ada por el

"blanco#. Su uso en na$egacin es de %undamental importancia por ello lo anali&aremos y aprenderemos toda su

amplia gama de usos y %unciones.

Principales componentes de Radar

a) Transmisor:Es un oscilador que produce ondas electromagnticas de energ'a. eneralmente se utili&an

%recuencias sper altas que $an de *+++ a ,++++ -h&.

b) Modulador:La emisin de pulsos por parte del equipo no es continua esta se esta apagando y prendiendo de

/++ a *+++ $eces por segundo logrando de esta manera el en$'o de pulsos del orden de un microsegundo o

menos este circuito se encarga de esta %uncin $ital.

c)Antena:Es una estructura utili&ada tanto para la transmisin como la recepcin de la seal. Son altamente

direccionales y capaces de rotar. La $elocidad de rotacin ronda los 01 rpm en sentido horario.

d) Receptor:2onsiste en un circuito electrnico cuya misin es la de amplifcar las seales que llegan a la antena

con potencia muy reducida y demodularlas para su posterior presentacin en la pantalla.

e) Indicador:Es el encargado de presentar la in%ormacin en una %orma posible de ser interpretada. Esencialmente

consiste en un tubo de rayos catdicos (2R3) o la m4s moderna pantalla de cristal l'quido (L25).

En resumidas cuentas el principio en que se basa el %uncionamiento del Radar es la emisin de pequeas

cantidades de energ'a electromagntica

2oncentrada en haces muy pequeos. Esto se hace en %orma continua a lo largo de los *6+ 7 por una antena

rotatoria.

2ualquier ob!eto (con sus restricciones) que se encuentre en la trayectoria de dicho ha& ree!ara parte de esta

energ'a hacia la antena.


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5ado que los pulsos transmitidos y sus ecos $ia!an en l'nea recta a una $elocidad uni%orme la marcacin relati$a y

la distancia a los ob!etos ree!ados puede ser determinada.

Manejo del equipo

Pantalla

En la pantalla una l'nea luminosa que $a desde el centro de la misma y que representa la posicin de la antena o

sea de la embarcacin y que se e8tiende hasta el borde indica la direccin del ha& emitido. Esta l'nea rota

continuamente y "barre# los *6+7 o lo que es lo mismo el hori&onte.9lrededor de la pantalla se encuentra un circulo a&imutal graduado de +++7 a *6+7y cuya utilidad es la de

determinar las marcaciones. 2uando la energ'a irradiada desde la antena toca a un ob!eto un dbil eco es

retornado es amplifcado y causa un punto o un 4rea en la pantalla. La distancia desde el centro de la pantalla

hasta dicho punto indica la distancia del blanco a la embarcacin. El 4rea o el punto continuara brillando hasta

decaer en intensidad esto suceder4 hasta que el ha& $uel$a a incidir.

En la mayor'a de los radares el display de la pantalla se encuentra alineado con la proa y por consiguiente el anillo

o el c'rculo a&imutal nos permitir4 medir marcaciones relati$as o demoras.

:rocedimientos iniciales9l accionar el pulsador :;?@-A3 se ilumina el panel de control y comen&ara el proceso de

encendido. Luego de B+ segundos suena un beep y aparecer4 el mensa!e "S3Cby# standby quedando

el equipo listo para operar. :resionar nue$amente la tecla :;


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Ajuste del SEA (Anti-lutter)

Este a!uste es utili&ado para suprimir los ecos causados por las olas o mas conocido como "retorno demar#.

9parece en pantalla como un gran numero de ecos que pueden a%ectar el comportamiento del radar.Este mando reduce la amplifcacin de los ecos en distancias cortas (donde se produce mayor

inter%erencia).Es e%ecti$o hasta una distancia m48ima de 1 millas.El a!uste correcto se determina cuando la inter%erencia de retorno de mar se di$ide en $arios puntos y

se pueden distinguir los blancos pequeos.

:ara asegurarnos un correcto a!uste como regla general incrementar hasta que desapare&ca lainter%erencia a sota$ento aunque podr4 quedar minimamente $isible a barlo$ento. E8iste la posibilidadde que el equipo la mane!e en %orma autom4tica.

Ajuste de sinton!a (Tune)

Se utili&a para sintoni&ar el receptor a la %recuencia e8acta del transmisor.

Es con$eniente seleccionar el modo autom4tico 5e ser necesario es posible hacer un a!uste manual.

El punto ptimo de sinton'a se encuentra normalmente cercano al /+G del recorrido del control endonde el indicador muestra el mayor numero de barras de sinton'a.

Ajuste del RAI"

Este control es utili&ado para reducir el largo indeseado y desmesurado de los ecos producto de llu$ias

o mala $isibilidad.

Ajuste de Sea luter E#ecto de Mar$

9!usta y reduce el e%ecto producido por las crestas de las olas y ? o rompiente como as' la espuma encasos especiales.

Interpretacin de la pantalla

Es poco probable que lo que $emos en pantalla coincida con lo que se $e en la carta y en algunas ocasiones con lo

que $emos en la realidad.

2omo primera obser$acin diremos que un radar no puede $er lo que hay detr4s de montaas costas altas o

edifcios como as' lo que hay detr4s de un buque de gran tamao.

Es importante que el operador sepa distinguir entre los distintos tipos de blancos Estos est4n di$ididos en 1 ni$eles

de acuerdo con su intensidad. Los ecos con m4s brillo corresponden a buques con casco de acero escolleras y

construcciones slidas y grandes.

Embarcaciones menores especialmente de materiales como madera :RHI etc. son di%'ciles de ser detectadas. En

estos casos depender4 mucho de la habilidad del operador en a!ustar el equipo y saber tambin interpretar los

ecos que nos muestra la pantalla.

Los blancos de tierra o costa por lo general son %4ciles de reconocer por su brillo tamao y estabilidad.

Las boyas y bali&as en su gran mayor'a poseen pantallas reectoras lo que %acilita que sean $istas por el

equipo .Fo sucede lo mismo con los %aros que por su %orma cil'ndrica no permiten un buen rebote.

%alsos ecosSon aquellos que aparecen en pantalla donde no e8iste ningn blanco. 9lgunos pueden reducirse o eliminarse. Es

importante que el operador los distinga para no con%undirlos con ecos reales.

Ecos M&ltiples

Se producen por lo general en escalas pequeas y se originan detr4s de un blanco grande en donde se obser$a un

segundo o tercer eco.

Se los puede reducir o eliminar disminuyendo la ganancia o a!ustando el S?9.

Ecos de l'ulos laterales

Es cuando la energ'a irradiada por la antena es contenida dentro del ha& de e8ploraciones producen en distancias

cortas y en blancos grandes. 2omo consecuencia se presentan a ambos lados del eco $erdadero y a la misma

distancia. Se los reduce disminuyendo la ganancia o el a!uste del S?9.

Sectores ciegos

Son aquellos que se %orman por ob!etos altos como chimeneas como as' tambin buques de porte. 5etr4s de ellos

no se detectara ningn blanco a distancias cortas si se detectaran los blancos grandes ubicados a mayores


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distancias.

Inter#erencia de radar

;curre cuando en las pro8imidades opera otro radar. Situacin muy comn en &onas de tr4fco mercante o

pro8imidades de puerto.

Se presentan como un gran numero de puntos brillantes dispersos en la pantalla en %orma aleatoria o en %orma de

l'nea de puntos que $an desde el centro hacia los bordes. Son %4cilmente identifcables porque no aparecen en el

mismo punto de los sucesi$os barridos de la antena.

Se los elimina acti$ando la tecla AR. Anter%erencia Radar.

Ampliaci'n de ecos descentrado de pantalla$(TR*+,,M)

2omo regla general se puede decir que los ecos situados a blancos que se encuentran a gran distancia aparecen

en pantalla como seales m4s dbiles y pequeas.

9cti$ando la %uncin J;;- conseguimos solucionar este problema. Iale la pena aclarar que esta %uncin es

utili&ada en escalas de media y larga distancia. 5e esta manera los ecos doblaran su longitud.

9l acti$ar esta %uncin se consigue ampliar por 0 el tamao de los ecos y blancos.

Kna %uncin muy til es la conocida como 2EF3ER ;HH con la cual despla&amos el centro de la pantalla hacia aba!o

logrando as' disponer mayor $ista hacia la proa .El centro de pantalla se despla&a apro8imadamente a un 66G del

radio.

Anillos de distanciaSon f!os y aparecen en pantalla en un numero de dos cuatro o seis dependiendo de la escala elegida. Sir$en para

determinar la distancia en %orma apro8imada a un blanco. En el borde superior i&quierdo de la pantalla deba!o del

indicador de escala nos indica el $alor de cada anillo. Esta %uncin se puede acti$ar o desacti$ar presionando la

tecla -EFK elegir R9FE R y seleccionar o?on.

Medici'n de marcaci'n distancia (E. - /RM)

La distancia se puede medir con los anillos f!os o con el 9nillo de 5istancia Iariable (IR-).:ara acti$arla se

presiona la tecla IR- y a continuacin con el cursor hacia arriba para agrandarlo o hacia aba!o para reducirlo.

Ftese que este anillo es de l'neas punteadas. Simplemente lo a!ustamos hasta que este se encuentre por encima

del blanco elegido y leemos en la parte in%erior derecha de la pantalla el $alor en millas esa ser4 la distancia

e8acta que se encuentra nuestro barco del blanco. :ara desacti$ar esta %uncin presionar la tecla IR-.

Las marcaciones o 5emoras se miden con la L'nea Electrnica de 2urso E=L. :ara acti$arla presionar la tecla E=L y

a continuacin aparecer4 en pantalla la l'nea de marcacin tambin punteada para di%erenciarla de la otra. 2on el

cursor a la derecha para hacerla girar en sentido horario y hacia la i&quierda en sentido antiChorario.

9 continuacin leemos en la parte in%erior derecha de la pantalla la marcacin medida.

%unci'n de Alarma (G0ARD)

Esta %uncin permite crear una &ona de guardia en la distancia y marcacin deseada. 2ualquier blanco que

apare&ca y quede dentro de esa &ona de guardia acti$ara la alarma.

:resionar la tecla K9R5 (se enciende el indicador 9L9R- en la parte superior i&quierda de la pantalla) y a la $e&

aparece una &ona de inicio de guardia de *6+7 con %orma de corona circular. Seleccionar ahora a donde fnali&ara la

&ona La distancia a la &ona de guardia se regula con el cursor. 5e esta manera cubrimos toda la circun%erencia enel sector de guardia o elegimos solo un sector de los *6+7 .Si se desea cubrir un sector de B+7 con 1/7 a cada lado

de la marca de proa o del E=L presionar nue$amente la tecla K9R5 y la &ona de guardia cambiara a la %orma de

un sector de B+7 cuya bisectri& es la marca de proa. Si deseamos cambiar la &ona de guardia en esta nue$a

confguracin presionar la tecla K9R5 y con el cursor para lle$ar el E=L a la marcacin deseada como centro de la

&ona de guardia. Entonces la &ona de guardia elegida pasara a ocupar la posicin deseada en la pantalla.

2ualquier blanco barco ob!eto masa de tierra etc. Mue quede en el interior de la &ona de guardia har4 que se

dispare la alarma ad$irtiendo as' del peligro. :ara silenciar la alarma presionar la tecla K9R5 .Luego para

restablecerla $ol$er a presionar la misma tecla.

%iltros de pantalla (RAI")

Las tormentas de llu$ia grani&o o nie$e se detectan de la misma %orma que los blancos y ensucian la pantalla. Son

%4cilmente reconocibles por su aspecto con%uso y compacto sobre la pantalla. Se los puede eliminar o reducir conel fltro R9AF. :resionar esta tecla para acti$arlo o desacti$arlo.

Tecla 0RS,R

Esta combina las %unciones IR- y E=L y sir$e para determinar r4pidamente la marcacin y distancia de cualquier


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blanco detectado.

:resionar 2KRS;R y es posible despla&ar el cursor de pantalla presionando simult4neamente hacia la derecha

i&quierda arriba o aba!o el cursor.

En los indicadores in%eriores podremos leer los $alores respecti$os de marcacin y distancia.

amiar los par1metros del e2uipo (SET0P)

:resionando la tecla -EFK encontraremos aba!o al fnal el SE3K: :9E y a continuacin tendremos acceso al

men de par4metros principales.

En esta pantalla podremos elegir cambiar $alores tales comoD3iempo en standby tiempo de transmisin cantidad de barridos mostrar Naypoint marcacin magntica o

$erdadera modo simulacin idioma etc.

3.- HISTORIA DE LA CREACIN DEL HORNO MICROONDAS - PRINCIPIO DEFUNCIONAMIENTO.

El horno de microondas fue descubierto en 1947 por el ingeniero Percy Spencer.

Cmo se descu!" e# $o!%o de m"c!oo%d&s'

El ingeniero Percy Spencer de la empresa Raytheon, llevaba en el bolsillo de su saco una barra de chocolate, la cual dioorigen a uno de los inventos ms utili!ados en la vida cotidiana.

En esa "poca el ingeniero Spencer reali!aba investigaciones con un generador de altas frecuencias #unos $%,%%% &h!'para usarlo como radar.

(uego de un rato dedicado a investigar sinti) un poco de hambre y decidi) comerse la barra de chocolate *ue llevaba en elbolsillo de su saco.

Percy Spencer tuvo una gran sorpresa cuando sac) la barra de chocolate para com"rsela, pues se encontr) con *ue "steestaba totalmente derretido.

(u) *ue #o +ue ocu!!"'

El ingeniero decidi) repetir la e+periencia *ue tuvo con el chocolate, pero en ve! de "ste decidi) colocar un huevo y unaspalomitas de ma! cerca del generador de frecuencias y luego se retir). -l regresar a su laboratorio encontr) *ue estaballeno de palomitas de ma! y huevo revuelto.

(os primeros hornos de microondas se comerciali!aron en el ao 1947, pero eran muy grandes y s)lo los ad*uirieronalgunos restaurantes.

- partir de los aos 7%, aparecieron modelos ms pe*ueos y econ)micos, lo *ue tra/o como consecuencia supopulari!aci)n en todo el mundo.

En 1947 una tableta de chocolate derretida, convirti) un radar en el primer horno de microondas.

inventado por Percy Li Baron Spencer en 1945
http://www.teinteresasaber.com/2013/11/historia-y-funcionamiento-de-el-horno.htmlhttp://www.teinteresasaber.com/2013/11/historia-y-funcionamiento-de-el-horno.html


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Microondas Radarange

Fue introducido en 1967, el horno de microondas cambiara para siempre la manera de preparar las comidas a las

familias americanas y posteriormente a las de el mundo entero.

Cundo se invent el microondas?

El de octubre de 19!" el norteamericano Percy Li Baron Spencerpatent# un aparato $ue se con%ertira en el

actual horno de microondas tras conseguir cocinar con &l un pu'ado de palomitas de ma(. )a

empresa Raytheondesarroll# el in%ento para su aplicaci#n en la cocina y de ello result# elRadarange, un

armatoste grande y pesado, $ue se utili(# en hospitales y comedores militares. En 1967 se empe(aron a fabricar

los primeros hornos de microondas de uso dom&stico.

Cmo calienta los alimentos?

)a temperatura es la manifestaci#n del mo%imiento de las partculas $ue forman los ob*etos. Este mo%imiento es

imperceptible a simple %ista, lo detectamos como simples cambios de temperatura. +uanto ms %ibran las

partculas $ue forman un ob*eto, ms caliente lo percibimos.

)os alimentos en general contienen una gran proporci#n de agua. El agua est formada por mol&culas $ue son

polares, es decir, tienen un polo positi%o y otro negati%o, como un imn. )as microondas act-an creando un campo

electromagn&tico en el cual se orientan las mol&culas de agua. ero la orientaci#n de este campo cambia

/.!"0.000.000 %eces por segundo, y ello hace $ue las mol&culas de agua giren el mismo n-mero de %eces sobre s

mismas para orientarse correctamente. Este mo%imiento se traduce en un aumento de la temperatura, $ue las

mol&culas de agua pueden transmitir a las mol&culas %ecinas no polares mediante cho$ues, hasta $ue todo el

alimento se calienta.

)as microondas no tienen ning-n efecto sobre las mol&culas apolares sin polos2, como los plsticos. 3ampoco


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e*ercen efecto sobre sustancias polares cuyas partculas no tienen mo%ilidad. Es el caso, por e*emplo, del agua

s#lida, la sal com-n, la porcelana o el %idrio.

Por qu tienen los microondas un plato giratorio?

)a ra(#n de este plato giratorio est en $ue las microondas no tienen una intensidad uniforme dentro del horno

microondas, se producen lo $ue se llama interferencias constructi%as o destructi%as. Es decir, en algunos lugares

las ondas electromagn&ticas se intensifican y en otros se debilitan. Eso hace $ue si depositamos un alimento en un

microondas sin $ue se mue%a dentro, haya lugares donde la cocci#n es muy rpida y en otros muy lenta, y, por

tanto, se produce una cocci#n desigual. El plato giratorio neutrali(a ese efecto y hace $ue la cocci#n sea uniforme

en todo el alimento.

Por qu hay que evitar usar el microondas vaco?

4i las microondas generadas no encuentran ning-n material $ue calentar crecen progresi%amente en intensidad y

terminan por rebotar hacia el elemento $ue las genera, $ue se llama magnetr#n, y entonces pueden producir una

seria a%era. 3ambi&n se puede dar lugar a cierta fuga de microondas, estas pueden salir por lugares $ue

normalmente no saldran, como las *untas de las puertas.

Por qu hay que evitar el uso de metales dentro del microondas?

)as microondas producen corrientes el&ctricas dentro de los metales. +uando los metales se presentan en forma

de, por e*emplo, pe$ue'as ho*as de papel de aluminio, las corrientes el&ctricas inducidas son los suficientemente

fuertes como para calentarlas y hacer $ue se fundan o se e%aporen en una pe$ue'a e5plosi#n. tra de las ra(ones

por las $ue no es recomendable el uso de ob*etos metlicos es por$ue si las superficies metlicas estn pro%istas

de aristas o puntas, se pueden producir chispas el&ctricas $ue saltan por el aire y pueden llegar a producir


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pe$ue'os incendios. o obstante, si los metales se presentan en forma de grandes pie(as s#lidas sin bordes

puntiagudos, realmente no sucede nada. En este caso los metales se limitan a refle*ar las microondas,

calentndose parcialmente.

Por qu cuando se utili!a la opcin de descongelacin se dan "uertes desigualdades en el

calentamiento del alimento?

+uando se descongela un alimento es frecuente encontrar (onas $ue no se han descongelado totalmente, mientras

$ue otras s lo estn. 8ncluso se puede producir la cocci#n total del alimento.

Esto tiene su origen en el comportamiento diferente $ue tienen las mol&culas de agua cuando estn en estado

l$uido y cuando estn formando un cristal de hielo. En el cristal de hielo, las mol&culas estn rgidamente

trabadas unas con otras y no son alterables por las microondas, no oscilan con ellas, mientras $ue las $ue estn

en estado l$uido s oscilan y calientan su entorno. Eso e5plica el $ue si en un alimento $ue %amos a descongelare5isten (onas ligeramente acuosas, por$ue ya se ha producido un cierto grado de descongelaci#n, por ah $ue el

alimento se empiece a cocinar.

ara e%itar este efecto, los hornos microondas tienen una opci#n de descongelaci#n $ue consiste en calentar un

poco hasta $ue una parte del alimento se descongela, y de*ar $ue ese calor se propague sua%emente hacia el

resto del alimento. na %e( $ue parte del alimento ha sido descongelado, se %uel%e a generar otra %e( la acci#n de

microondas con la cual se calienta la parte descongelada y ese calor se propaga lentamente al resto del alimento,

hasta $ue se derrite totalmente. or lo tanto, es me*or seleccionar la opci#n de descongelaci#n y no traba*ar con el

microondas a toda potencia.

4.0 2S3R2- 5E (- 65- E(E3R&-8632-.

5escubrimiento de las ondas electromagnticas

Las bases tericas de la propagacin de ondas electromagnticas %ueron descritas por

primera $e& por Oames 2lerP -a8Nell en un documento dirigido a la Royal Society titulado Kna

teor'a din4mica del campo electromagntico el cual describ'a su traba!o entre los aos ,Q6,

y ,Q6/. einrich Rudol% ert& entre ,QQ6 y ,QQQ %ue el primero en $alidar


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e8perimentalmente la teor'a de -a8Nell demostrando que la radiacin de radio ten'a todas

las propiedades de las ondas y descubriendo que las ecuaciones electromagnticas pod'an

ser re%ormuladas en una ecuacin di%erencial parcial denominada ecuacin de onda. ert& dio

un paso de gigante al afrmar que las ondas se propagaban a una $elocidad electromagntica

similar a la $elocidad de la lu& y pon'a as' las bases para el en$'o de las primeras seales.

2omo homena!e a ert& por este descubrimiento las ondas electromagnticas pasaron a

denominarse hert&ianas. Estos cient'fcos pusieron la base tcnica para que la radio saliera

adelante ya que la propagacin de las ondas electromagnticas %ue esencial para desarrollarel que posteriormente se ha con$ertido en uno de los grandes medios de comunicacin de

masas.

:ames ler; &a+


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consecuencia de la resonancia sino de los e%ectos no lineales de r4%agas de $iento

particularmente %uertes.# (ResnicPCalliday ,BB6)

Causa del colapso tacomiense

Lo primero en lo que se pens es en que se hubieron reali&ado mal los c4lculos. :ero pronto

se descart esta hiptesis. La teor'a aplicada y los c4lculos reali&ados con respecto a las

oscilaciones longitudinales eran correctos.

Entonces se pas a anali&ar me!or los datos e8perimentales que se ten'an sobre lo sucedido.

Se $io que ese d'a soplaba un $iento lateral de intensidad moderada de unos 61 Pm?h.

Kn %actor trans$ersal nunca tenido en cuenta en el estudio y que a pesar de su ba!o $alor

bastaron para que tras algunas horas de $iolentas sacudidas el tramo central de Q/+ m de

longitud y ,, +++ t de masa se rompiese y desplomase de %orma espectacular.

El moti$o result entonces e$idente. ab'a aparecido una nue$a resonancia ahora

trans$ersal y torsional causando otro tipo de de%ormacin.

La resonancia

El trmino resonancia se refere a un con!unto de %enmenos relacionados con los

mo$imientos peridicos o casi peridicos en que se produce re%or&amiento de una oscilacin

al someter el sistema a oscilaciones de una %recuencia determinada. TMu pasU El puente

desde su construccin e8perimentaba un mo$imiento ondulatorio longitudinal que se

manten'a y aumentaba debido a la $ibraciones de los propios $eh'culos pro$ocaban un

e%ecto de resonancia mec4nica capa& de amplifcarlo. Le pusieron el mote de Valloping

ertieV. 2omo la resonancia era longitudinal el puente se de%ormaba en esa direccin con lacal&ada subiendo y ba!ando en r'tmicas y sua$es ondulaciones. Est4 montado sobre el r'o

FarroNs y construido sobre la dcada de los treinta con sus ,6++ m de longitud y slo dos

carriles %ue uno de los puentes colgantes m4s importantes de su poca.

Anaugurado el , de !ulio de ,B1+ por tamao pas a ocupar el tercer lugar del mundo. Slo

era superado por el puente de orP y el olde ate sobre San

Hrancisco. El :uente de 3acoma 9pareci una nue$a resonancia ahora trans$ersal y torsional

causando otro tipo de de%ormacin. El $iento soplaba trans$ersalmente. el puente estaba

%ormado por un tablero hori&ontal y dos paneles $erticales a los lados. El $iento $iene

hori&ontalmente digamos de i&quierda a derecha. 2uando topa con el panel i&quierdo se

desdoblan en dos u!os de aire que recorren el puente. :ero como el puente carec'a de l'nea

aerodin4micas el aire %ormaba remolinos en la parte superior y tambin en la in%erior. :or lo

tanto se %ormaban unos remolinos llamados $rtices de Warman. Entonces cada $e& que un

$rtice abandona el puente por la parte superior crea una %uer&a de arriba aba!oX cuando lo

hacer por la parte in%erior la %uer&a tiene sentido opuesto por lo que la combinacin de

ambos es una %uer&a peridica. La %recuencia de esta %uer&a si coincide con la %recuencia

natural del puente tendremos resonancia. Lo que fnalmente pas en el puente de 3acoma es

que cada $e& que se inclinaba lateralmente se generaban remolinos los cuales e!erc'an un

momento de torsin que retorc'a el puente cada $e& m4s. 9 cada oscilacin la torsin crec'a


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lo que incrementaba el tamao de los remolinos que a su $e& aumentaba la torsin y as'

sucesi$amente.

Kn nue$o modo de torsin en el que el e!e del puente permaneci en reposo mientras que las dos

mitades de la carretera a uno y otro lado se retorc'an a lo largo del e!e central en sentidos

opuestos.

5e manera un tanto suicida un pro%esor de %'sica demostr esto. 2amin a lo largo de lamedianera de la carretera es lo que se conoce como una l'nea nodal sin $erse a%ectado por el

ondular de la carretera que sub'a y ba!aba a cada lado del e!e.

Eso es tener %e en la ciencia. 3odo un hroe cient'fco el tal pro%esor.

Despus del colapso

La causa de este tipo de $ibracin es un %enmeno hoy conocido como ameo aeroel4stico que se

origina cuando una perturbacin de torsin aumenta el 4ngulo entre el $iento y el puente (4ngulo

de ataque).

:ero en la e8plicacin de la inesperada destruccin del puente no slo se debe emplear el

ignorado entonces concepto de resonancia ya comentado.

6.- RESONANCIA - FENMENO DE FLAMERO..

La resonancia, por tanto, es un feneno !ue se pro"uce cuan"o un cuerpo capa# "e $i%rar es soeti"o a &aaccin "e una fuer#a peri"ica, cu'o frecuencia "e $i%racin coinci"e con &a frecuencia "e $i%racin natura&"e "ic(o cuerpo, ' "e esta fora una fuer#a re&ati$aente pe!ue)a ap&ica"a en fora repeti"a, (ace !ue unaap&itu" "e un sistea osci&ante se (a*a u' *ran"e.

En estas circunstancias e& cuerpo $i%ra, auentan"o "e fora pro*resi$a &a ap&itu" "e& o$iiento trasca"a una "e &as actuaciones sucesi$as "e &a fuer#a.

Cuan"o e& $iento c(oca contra &os puentes se crean una serie "e tor%e&&inos &&aa"os $rtices, e& pro%&eaaparece cuan"o estos $rtices tienen &a isa frecuencia natura& !ue e& puente, coo ocurri en con e&

puente +acoa, 'a !ue se ap&ifica &a ap&itu" "e& sistea. +o"o esto es &o !ue &&aaos resonancia.

E& f&aeo se ori*ina cuan"o una pertur%acin "e torsin auenta e& n*u&o "e ata!ue "e& puente o sea e&n*u&o entre e& $iento ' e& puente. La estructura respon"e auentan"o &a "eforacin. E& n*u&o "e ata!uese increenta (asta e& punto en !ue se pro"uce &a p/r"i"a "e sustentacin, ' e& puente coien#a a"eforarse en &a "ireccin opuesta.


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F&utter o f&aeo es una caso particu&ar "e &a entra"a en resonancia "e &as car*as aero"inicas con &asestructura.

0sto se "e%e a !ue &os $rtices "e $on 1aran !ue se pro"ucen a*uas a%a2o "e &a estructura o pro"uci"a enun o%stcu&o pre$io a /sta tienen una frecuencia "e resonancia pr3ia a& e&eento !ue &as ori*ina estnsintoni#a"os.

Los $rtices "e $on 4aran son $rtices !ue se ori*inan en una $ena f&u5"a !ue se $e interrupi"a por uno%stcu&o. Dic(os $rtices se *eneran a&ternati$aente con *iro a "erec(a o a i#!uier"a con una frecuenciaca&cu&a%&e, "e fora !ue *eneran so%represiones o succiones $ac5o a&ternati$aente en &as pare"es "e&e&eento.

Es e& iso feneno !ue (ace f&aear &as %an"eras.

Si e& e&eento !ue &as ori*ina tiene una frecuencia "e resonancia pr3ia a &a "e& $rtice, pue"e osci&ar,ap&ificn"ose entran"o en resonancia (asta &a rotura "e& e&eento o pro$ocan"o $i%racionesina"isi%&es.

+o"o en &a natura&e#a tiene su frecuencia "e resonancia. Ia*ineos una re*&a "e p&stico. Co&oca"a su2etacon una ano ' $o&an"o por e& &atera& "e &a esa, si *o&peaos su punta oios !ue $i%ra con un tono tantos a*u"o cuanto s corto sea e& trao $o&a"o. La frecuencia "e& tono !ue o5os es &a frecuencia "eresonancia "e &a re*&a as5 "ispuesta.

Los e&eentos estructura&es, a& ser as *ran"es ' pesa"os tienen freucencias s %a2as ron"an "es"e unas

"/cias "e # (asta pocas "ecenas, *ener&aente enos "e 78.

9rincipa&ente, en un puente po"eos tener resonancias aeroe&sticas en "os #onas aun!ue pue"e ser ens sitios: +a%&ero por una parte ' ontantes, p/n"o&as o "ia*ona&es por otra.

La resonancia "e& ta%&ero sue&e *enerarse por torsin ' &a "e &os otros e&eentos por f&e3in. 9or e&&o, (a'!ue ri*i"i#ar a torsin &os ta%&eros facu&ta" !ue no ten5a e& puente "e +acoa Narro;s ' &as p/n"o&as '"es, "e%en tener unas e"i"as !ue a&e2en sus o"os "e $i%racin "e &a ori*ina"a por &os $rtices. a'fru&as para estiar /sto.

Rea&ente, &o !ue aca%o "e e3p&icar es para to"o tipo "e resonancia aeroe&stica. E& f&utter, e3actaente esun caso particu&ar, se pro"uce so%re e& ta%&ero ' se "a a partir "e cierta $e&oci"a" "e& f&u5"o cr5tica a partir "e&a cua& &as presiones ap&ifican &os o$iientos propios "e& ta%&ero.


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SICA DEL 9?EN+ES COL@AN+ES MS(-R8S 5E( &B65.

EL PUENTE !"#I !I!$%

Las megaCestructuras son enormes obras de ingenier'a y construccin a una escala que

supera todo los conocido hasta ese momento. 9 menudo requieren la necesidad de superar

obst4culos e8tremos se necesitan e!rcitos de obreros dirigidos por los pro%esionales masdestacados en su rubro y puede tomar aos en completarse.

9qu' solo se han reunido algunas estructuras modernas que sin duda pueden incluirse en esta

categor'a de megaCestructuras. En la antigYedad tambin se construyeron mega estructuras

para su tiempo solo en pensar en obras tales como la muralla china o las pir4mides de

Egipto puede uno apreciar la magnitud de dichas obras y el es%uer&o tcnico y humano

necesario para la poca.

El puente 9Pashi WaiPyo abarca el tramo de 1 Pm. del Estrecho de 9Pashi uno de los canales

de na$egacin m4s acti$os en Oapn. Hue terminado en ,BBQ y es el m4s largo puentecolgante del mundo era un puente que nadie pensaba que se pudiera construir sin embargo

la ingenier'a nos demuestra una $e& m4s que no hay nada imposible.

Se considera al puente en suspensin m4s alto (0Q+ m.) largo (,B++ m. entre columnas) y

costoso del mundo y se encuentra muchas $eces sometido a es%uer&os pro$ocados por

$ientos de mas de 0/+ Wm?h. y por mo$imientos s'smicos en una &ona con rutas comerciales

sumamente concurridas y mas peligrosas de todo el mundo.

Siempre hubo inters en construirlo pero %ue el choque de dos %erris donde murieron cientos

de nios lo que di el impulso fnal para defnir su construccin. El agua del mar de esa &ona

tiene una pro%undidad de ,++ m. y uye a ra&n de ,1 Pm?h. y estos obst4culos %ueron los

mas comple!os a resol$er.

Este puente es todo un hito de la ingenier'a que est4 en posesin de tres rcords del mundo

con sus 0Q+ metros de altura es el puente en suspensin m4s alto del mundo cada una de

sus dos torres mide tanto como un edifcio de Q+ pisos. 2on un arco central de m4s de ,6 Pm

es el puente en suspensin m4s largo del planeta y casi duplica la longitud del puente olden

ate de San Hrancisco. > si esto %uera poco tambin es el puente m4s caro que se ha

construido en la historia con un coste de m4s de tres mil millones de euros.

3raba!aron mas de dos millones de obreros se usaron ,Q, toneladas de acero y ,1 millonesde metros cbicos de hormign. Sus cimientos son del tamao de un edifcio de 0+ pisos sus

torres son casi tan altas como la 3orre Eiel de :ar's y sus cables podr'an dar la $uelta al

mundo siete $eces.

Los cables de este puente deben soportar el B,G de su propio peso y slo el BG de su carga

corresponde al tr4fco de $eh'culos.

El / de 9bril de ,BBQ se inaugur ofcialmente el puente con$irtindose en un hito de la

ingenier'a ci$il reduciendo el tiempo de recorrido de 1+ minutos en Herri a / minutos en

coche. En la actualidad m4s de 0* mil coches circulan a diario por l pero aunque el puenteest4 diseado para durar 0++ aos su mantenimiento ocupa las 01 horas del d'a los d'as a

la semana.


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El colosal puente -;ashi Gai;yo tiene una enorme autopista de seis carriles *ue conecta la dinmica

metr)polis de Gobe, en la isla principal, con la isla de -


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hormig)n. Sus cimientos son del tamao de un edificio de H% pisos, sus torres son casi tan altas como

la 3orre Eiffel de Pars y sus cables podran dar la vuelta al mundo siete veces.

El puente de -;ashi iba a ser casi medio ;il)metro ms largo *ue cual*uier puente en suspensi)n *ue

se haba construido hasta entonces. En teora el diseo de puentes en suspensiones es muy sencillo,

sobre el agua se e+tiende dos cables principales su/etados por dos torres, la carretera cuelga de esos

cables *ue estn anclados a ambos lados de la misma, es una f)rmula probada hasta la saciedad y

funciona de forma e+celente. Pero la longitud de los puentes en suspensi)n tienen un lmite, paraimpedir *ue se desplome los cables y la carretera, tienen *ue ser muchos ms fuertes y tan ligeros

como sea posible. uanto ms largo sea un puente ms pesa, un puente en suspensi)n esta

diseado en primer lugar para sostener su propio peso, y la fortale!a de sobra ser utili!ada para

soportar la carga de trfico. El puente de -;ashi soporta el 91M de su propio peso y s)lo el 9M de su

carga corresponde al trfico de vehculos.

En &ayo de 19@@, el primer problema al *ue se enfrentaron los ingenieros /aponeses fue donde

colocar los enormes cimientos donde reposara el puente, ya *ue los traicioneros estrechos de -;ashi

les ocasionaron ms de un *uebradero de cabe!a. El lugar ideal para su construcci)n estaba en

medio de un canal martimo muy concurrido, y los cimientos supondran un obstculo importante para

las innumerables embarcaciones *ue lo surcaban todos los das. El canal media casi 1,C ;il)metros

de ancho, y para evitarlo con seguridad tuvieron *ue separarse casi dos ;il)metros, lo *ue convirti) a

-;ashi en el puente en suspensi)n ms largo del mundo, pero haba *ue resolver algLn problema aLn

mayor, normalmente los cimientos de los puentes se colocan en medio del agua, se rellena de

hormig)n secciones cilndricas y se hunden por su propio peso, se repite el proceso y se levantan los

cimientos desde las orillas en distintas fases, pero los estrechos de -;ashi tienen 11% metros de

profundidad y son muchos ms hondos *ue la mayora de los cimientos donde se construyen puentes,es ms, las rpidas corrientes impiden *ue se empleen las t"cnicas normales de construcci)n por*ue

el agua lo arrastra todo, as *ue a los diseadores del puente se les ocurri) una soluci)n novedosa,


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arriesgada y no comprobada a esa escala. Propusieron fabricar dos enormes moldes de acero en

di*ues secos, uno para cada una de las cimentaciones del puente, una ve! fabricadas se remuelcan

hacia el mar y se hunden con precisi)n en el punto e+acto, hasta entonces nadie haba intentado

hacer nada igual a una escala similar.

En &ar!o de 19@9, los gigantescos moldes de acero para los cimientos del puente ya estaban

acabados, sus anillos huecos de dos capas de acero median 7% metros de alto y @% metros de ancho.

- las C=K% pm del H$ de &ar!o, 1H remolcadores !arparon del muelle arrastrando hacia el mar laprimera de las dos grandes estructuras huecas, no era una tarea fcil por*ue cada molde pesaba

1C.%%% toneladas, el e*uivalente a 4% aviones :umbo. Na/o la supervisi)n de la guardia costera, las

barca!as remolcaron los inmensos rascacielos flotantes a trav"s de la concurrida ruta de navegaci)n

y sobre aguas turbulentas. Se tard) K@ horas en trasladar cada uno de los dos moldes hasta su sitio,

posteriormente se emplearon KH bombas de agua para llenar de agua a cada uno de los gigantescos

moldes, llenando individualmente HC% millones de litros de agua, tardando ms de @ horas en finali!ar

este proceso para conseguir *ue los cimientos se asentaran en el lecho marino correctamente.

Para completar los gigantescos cimientos, tenan *ue rellenarlos de hormig)n pero e+ista un

problema, los cimientos estaban llenos de agua y si se vierte hormig)n ordinario se disuelve como

una aspirina, para resolver ese problema los ingenieros tuvieron *ue hacer algo *ue nunca se haba

hecho antes, crear un sLper0hormig)n *ue se endureciese con el agua. El hormig)n desarrollado fue

insertado en sustituci)n al agua de mar presente en los cimientos, al comen!ar esta operaci)n se

rellen) con ms H$C metros cLbicos de hormig)n.

En los H%% aos de vida estimados en el puente, deber de enfrentarse a grandes terremotos con

regularidad, adems los constructores saban *ue los cimientos de hormig)n podan agrietarse yhundirse durante un terremoto por*ue no son lo suficientemente fle+ibles. El plan de los ingenieros

era fabricar un acero resistente a temblores de hasta una marcaci)n de @,C en la escala de Richter,

haciendo *ue se disparase el presupuesto hasta los tres mill millones de euros.


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ada torre del puente de H@K metros estaba formada por cinco secciones de 17% toneladas enca/adas

cada una encima de la otra, por ms de 7%% mil tornillos. ada secci)n tena *ue ser perfectamente

llana, cual*uier irregularidad se ira magnificando a medida *ue la torre ganase altura, si las torres se

desviaban nada ms un par de centmetros al llegar a su m+ima altura, el puente podra

derrumbarse. Por todo ello su construcci)n y ensambla/e re*uiri) de una precisi)n absoluta y

detallada, tardando 1@ meses en completar todo el proceso de construcci)n de las torres.

En noviembre de 199K, los ingenieros iniciaron la fase ms crtica del proyecto, la construcci)n delgigantesco cable principal de ms de un metro de ancho del *ue suspendera casi todo el peso del

puente, un total de 1$% mil toneladas, tres veces el peso del 3itanic. ?ueron necesarios K%% mil

;il)metros de cables, suficientes para rodear la tierra siete veces, adems cada uno de los dos cables

principales estaba fabricado con K7 mil hebras de alambre. El peso de unos cables tan grandes es

uno de los elementos *ue limitan la longitud de los puentes en suspensi)n, cuantos ms largos son

ms pesan y al final el puente se hunde por su propio peso.

Para cubrir el arco central de H ;il)metros entre ambas torres, los ingenieros tuvieron *ue desarrollar

un cable de acero el doble de fuerte *ue uno convencional, lo *ue hi!o posible utili!ar un s)lo cable

por cada lado en ve! de dos. Este cable sLper fuerte s)lo se fabrica en :ap)n, sus creadores

cambiaron la composici)n del acero aadiendo aleaciones de silicona, logrando un cable *ue bata

todos los r"cords mundiales de resistencia, de tal modo *ue, un cable de C milmetros poda ser capa!

de aguantar el peso de tres coches familiares. 5e esta manera utili!aron K7 mil cables para su/etar el

puente.

(a fabricaci)n de los cables principales fue tambi"n un hito sin precedentes, nunca se haba hecho a

una escala tan grande, para ello hubo *ue unir 1H7 alambres de C milmetros, *ue a su ve! estabaformado por H9% hebras para crear los cables principales compuestos por un total de K7 mil cables. El

cable final meda ms de 4 ;il)metros de largo, pero la construcci)n del cable no supuso el mayor

reto, este se presentaba a continuaci)n. (os ingenieros tenan *ue tender el enorme cable por encima


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de la del estado canal de navegaci)n y cubrir una longitud de ms de 4 ;il)metros de ancho. Para

ello, antes tuvieron *ue tender una cuerda gua sobre el estrecho de -;ashi, s)lo entonces podan

llevar el cable hasta el otro lado, pero los constructores del puente no podan cerrar una artera

martima tan transitada, y se vieron obligados a seguir un ruta mucho ms peligrosa por va a"rea.

Para ello utili!aron un helic)ptero con un cuerda de ;evlar ultra fuerte y as guiarla sobre lo alto de las

torres, sera como enhebrar una agu/a con un helic)ptero, por esta circunstancia tuvieron *ue buscar

un piloto con una amplia e+periencia y cualificaci)n.

El 5iciembre de 1994, despu"s de seis aos y medio de peripecias, el puente en suspensi)n ms

grande del mundo se eriga a medio terminar en pleno estrecho de -;ashi. El siguiente paso de los

ingenieros fue construir la carretera de seis carriles de cuatro ;il)metros de largo *ue cru!ara el

estrecho, era sin duda la parte ms comple/a y crtica del proyecto, y la ms e+puesta a las

imprevisibles fuer!as de la naturale!a. (a cubierta de la carretera est literalmente suspendida por los

cables y se su/eta por su propio peso, si fallase el diseo, los vendavales podran volar la plataforma

como si fuese un /uguete provocando un verdadero cataclismo. Para vencer las fuer!as del viento alos ingenieros se les ocurri) una idea increble, construir la cubierta con miles de vigas de acero,

colocndose en forma de parrilla triangular, el cual es uno de los diseos ms resistentes de la

ingeniera. Para incrementar su fuer!a le aadieron un estabili!ador vertical *ue recorre el centro del

puente, tiene una forma parecida a la aleta de un avi)n y cuelga ba/o la cubierta, cuando sopla el

viento el estabili!ador e*uilibra la presi)n encima y deba/o de la carretera y reduce las vibraciones.

3ambi"n instalaron una maya de acero en el centro de la carretera y a lo largo de los lados,

permitiendo *ue el viento la atraviese, deteni"ndose as la presi)n *ue se acumula deba/o.

En Enero de 199C, comen!) la fase final de la construcci)n del puente, es decir, la construcci)n de la

carretera. (a estructura continuaba siendo muy vulnerable hasta *ue se acabase la autopista, losdiseadores del puente denominan a esta fase Ocondici)n temporal, por*ue es el momento ms

peligroso para un puente, en especial en un pas propenso a los terremotos como es :ap)n, por ello

los ingenieros traba/aban muy duro para conseguir finali!ar el puente lo antes posible. Sin embargo el


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17 de Enero de 199C a las C=4$ am, un terremoto hi!o temblar la ciudad de Gobe, fuel el mayor

terremoto registrado en :ap)n desde 19HK y marc) un catastr)fico 7,H en la escala Richter,

destruyendo prcticamente toda la ciudad, en cuesti)n de minutos se derrumbaron 1%% mil edificios y

4% mil personas resultaron heridas, la cifra de fallecidos ascendi) a ms de 4 mil personas, adems

fractur) las autopistas, vas ferroviarias, puentes, etc"tera. El epicentro del terremoto estaba a H%

;il)metros de la ciudad de Gobe y a tan s)lo 4 ;il)metros del puente de -;ashi, con la carretera sin

terminar, la estructura era acusadamente vulnerable. -fortunadamente los ingenieros respiraron

aliviados al comprobar *ue el puente segua de una pie!a, las inspecciones iniciales no revelaron

ningLn dao, sin embargo das posteriores reali!ando un e+amen ms detallado, encontraron *ue en

el lecho marino se haba abierto una falla /usto en medio de las dos torres del puente, esto produ/o un

hecho alarmante, el ancla/e y la torre de la costa de la isla de -


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El C de -bril de 199@ se inaugur) oficialmente el puente, convirti"ndose en un hito de la ingeniera

civil, reduciendo el tiempo de recorrido de 4% minutos en ?erri a C minutos en coche. En la actualidad

ms de HK mil coches circulan a diario por "l, pero aun*ue el puente est diseado para durar H%%

aos, su mantenimiento ocupa las H4 horas del da, los 7 das a la semana. 5esde el centro de control

del puente se supervisan todos los aspectos de su funcionamiento, el sistema suspensi)n del *ue

cuelga todo el puente dispone de su propio sistema de aire acondicionado para impedir *ue los cables

se corroan, hay sensores de medici)n del viento *ue registran la ms mnima alteraci)n en la cubierta

del puente. 5esde su inauguraci)n, el puente s)lo se ha cerrado tres veces a causa del mal tiempo.

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