8 vo Congreso Internacional en Competitividad Organizacional, Guasave, Sinaloa, México MÉTODO NUMÉRICO PARA DETERMINAR EL ÁNGULO ADECUADO EN ESTRUCTURAS CON CUBIERTAS LIGERAS   Autor: Julio Ernesto de la Rosa Melian Tutores: Prof. Titular, Ing. Roberto Andrés Estrada Cingualbres, Dr.C Inv. Auxiliar, Ing. Carlos Alberto Trinchet Varela, Dr.C

CENSO DE POBLACIÓN Y VIVIENDAS (2012) Fuente: Reyes Ramírez, 2017

INVESTIGACIONES DESARROLLADAS EN EL CENTRO DE ESTUDIOS CAD/CAM CARACTERIZACIÓN Lengarán Ávila, 2015 – Caracterización de las cubiertas ligeras en viviendas y obras industriales en la ciudad de Holguín. ANÁLISIS ESTÁTICO Rodríguez Peña, 2016 – Simulación numérica de las cubiertas ligeras ante el embate de vientos huracanados. ANÁLISIS DINÁMICO Reyes Ramírez, 2017 – Simulación numérica de la carga dinámica del viento extremo y su efecto sobre las cubiertas ligeras.

¿? FALTA DE INFORMACIÓN Y REFERENCIAS Comportamiento de las estructuras con cubiertas ligeras en regímenes extremos de viento Relación entre dimensiones de la estructura, régimen del viento y la carga generada Simulación numérica de las estructuras con cubiertas ligeras respecto al viento extremo ¿Son suficientes las medidas adoptadas?. ¿Esto tiene un fundamento científico? ¿?

MÉTODO PARA DETERMINAR EL ÁNGULO ADECUADO EN ESTRUCTURAS CON CUBIERTAS LIGERAS 1 DETERMINAR EL ÁNGULO ADECUADO PARA LA CUBIERTA OBTENER LA CARGA DEL VIENTO Estática o dinámica Presión o Coeficiente de presión COMPROBAR Perfil de velocidad media Perfil de intensidad de la turbulencia SIMULAR EL VIENTO Parámetros físicos Parámetros computacionales MODELAR LA ESTRUCTURA PARA EL ANÁLISIS Dimensiones Disposición del techo CARACTERIZAR EL VIENTO Intervalo de tiempo CARACTERIZAR LA CAPA LÍMITE SUPERFICIAL Perfil de velocidad media del viento 2 3 Ajustar 4 No 5 6 7

Perfil logarítmico de velocidad media 𝑼 𝒛 = 𝑼 𝑲 𝒍𝒏 𝒁 𝒁 𝟎 𝑼 𝒛 : Velocidad media del viento 𝑼 : Velocidad de fricción K : Coeficiente de Von Kármán Zo : Altura de rugosidad Z : Altura de referencia Fuente: López Llanusa et al., 2017

Perfil de intensidad de la turbulencia 𝑰= ơ 𝒖 𝑼 I : Intensidad de la turbulencia ơ 𝒖 : Desviación estándar de las fluctuaciones del viento 𝑼 : Velocidad media del viento Fuente: López Llanusa et al., 2017

Racha máxima del huracán Irma (60 segundos) Presión 91 400 Pa Temperatura 27 °C Velocidad (10 m) 82,77 m/s Intensidad de la turbulencia (5 m) 0,188 – 0,24 www.inf.met.cu Fuentes: Ishizaki, 1983 Li et al., 2015 Instituto de Meteorología de la República de Cuba, 2017

Disposición del techo Un agua Dos aguas Cuatro aguas

Dimensiones de las estructuras Ángulo: 5° hasta 45° Alero: 0,30 m 10 m Fuentes: NC 285:2003 Chapeaux Arredondo, 2008 Lengarán Ávila, 2015

SOLIDWORKS Flow Simulation ENTRADA SALIDA PROCESAR PRESIÓN VELOCIDAD TEMPERATURA SOLIDWORKS CARGA Flow Simulation VELOCIDAD TURBULENCIA TURBULENCIA

Perfiles obtenidos en la simulación numérica del viento 𝑼 𝒛 = 𝑼 𝑲 𝒍𝒏 𝒁 𝒁 𝟎 0,22

Dirección lateral Viento Viento

Dirección lateral Influencia del ángulo en el valor de la carga del viento

Recomendaciones de fabricantes y normas Cubiertas de fibrocemento pendientes > 15° Cubiertas metálicas pendientes > 22° Fuente: Lengarán Ávila, 2015

Pendiente de 25° para cubiertas metálicas Pendiente de 20° para cubiertas de fibrocemento

CONCLUSIONES Aplicando este método fue posible determinar la carga generada por un viento extremo. Se demostró que utilizando CFD es posible simular un viento huracanado y modelar la capa límite superficial de un terreno. Se obtuvo la inclinación de la pendiente adecuada para una estructura con cubierta ligera y techo a dos aguas.