hola cómo les va bueno espero que anden bien después de haber escuchado una clase de introducción a todos los temas del primer cuatrimestre es decir a la problemática de construir una altura en donde vimos que uno de los problemas más importantes que tienen las estructuras de estos edificios es resolver las situaciones de cargas horizontales que los hacen funcionar como ménsulas empotradas en el terreno vamos a encarar ahora la temática de una de esas cargas horizontales para tratar de entender cómo interactúan nuestros edificios y por ende la estructura con una carga horizontal dinámica como es la del viento bueno vamos entonces directamente a la presentación esta presentación va estar dividida en dos partes una primera dedicada a algunas consideraciones generales acerca del viento entender qué es y cómo interactúa con nuestros edificios y una segunda parte dedicada a la aplicación del reglamento cirsoc 102 que es el que rige en nuestro país para determinar la acción del viento sobre las construcciones una definición muy simple de lo que es el viento es decir que es el movimiento del aire a la atmósfera generado como consecuencia de la diferencia en la presión atmosférica debido a las distintas temperaturas del aire el aire frío tiende a desplazarse hacia abajo mientras que el aire caliente se desplaza hacia arriba podemos hacer una primera clasificación en tres tipos de vientos primero los planetarios que son aquellos que derivan básicamente del efecto de rotación de la tierra es decir la masa del aire que se desplaza alrededor de todo el planeta podemos mencionar a modo de ejemplo vientos tropicales subtropicales polares etcétera después tenemos los vientos regionales que son los que abarcan zonas del planeta un poco más acotadas como pueden ser los vientos alisios los vientos monzones y tercero los vientos locales que son hijos de los vientos planetarios y de los vientos regionales y son los que más conocemos los que actúan en nuestro territorio y los voy a mencionar el viento pampero es un viento frío con dirección sur-norte que viene de la zona de la antártida y llega hasta la zona central del país el viento zonda viento que sopla desde el oeste en toda la zona central del país se destaca mucho en la zona de mendoza y san juan el viento cosquín o más conocido como viento patagónico que sopla en toda la zona central de la patagonia es hijo del viento planetario polar de la antártida un viento frío desde el oeste que puede alcanzar velocidades superiores a los 100 kilómetros por hora tanto el viento zonda como el patagónico tienen una característica denominada denominada efecto foam y esto significa que el aire descarga su humedad al chocar contra la cordillera del lado de chile y decían desde nuestro lado de forma muy rápida seco y adquiriendo mayor temperatura sobre todo en el viento zonda el viento norte que es una derivación de los alisios del noreste con dirección hacia el anticiclón del atlántico sur es un viento suave que con el pasar de los días suele saturar la atmósfera de humedad y calor normalmente choca con el pampero el cual lo limpia a veces con tormentas muy severas y el ciclo vuelve a empezar y por último la ya conocida sudestada es un viento que viene del litoral atlántico que se produce cuando hay muy baja presión en dos zonas por un lado el estuario del río de la plata' y por otro lado la zona marítima del sur de la provincia de buenos aires- ambas masas de aire muy húmedas y frías chocan entre sí y se intensifica el viento llegando a alcanzar velocidades de 60 a 100 kilómetros por hora generalmente acompañado de muchas nubes y lluvias persistentes a través del estudio sistemático de las características físicas de los vientos se pueden obtener datos muy importantes como por ejemplo para diseñar campos de energía eólica para detectar diferentes factores respecto de la agricultura como por ejemplo la erosión del terreno pero la realidad es que a nosotros desde el punto de vista de la arquitectura y la ingeniería el único dato que nos va a importar y que va a servir para dimensión para dimensionar grandes obras de ingeniería como puentes embalses cubiertas de grandes dimensiones o edificios altos es la velocidad del viento por lo tanto podemos asegurar que la acción del viento está relacionada con su intensidad es decir con la velocidad de la masa de aire en movimiento esta velocidad no es uniforme y ese valor no uniforme o fluctuante se lo denomina efecto de ráfagas produce presiones dinámicas sobre nuestros edificios la velocidad del viento se mide con un aparato que se llama ánimo mid anemómetro en la imagen podemos ver un anemómetro con una veleta que sirve para medir también la dirección del viento estos aparatos están regulados por las normativas dictadas por la organización meteorológica mundial y todos los datos que de ellos se obtienen sirven entre otras cosas para armar mapas de velocidad media de viento como el que estamos viendo en esta imagen acá vemos un mapa de nuestro país de hizo takas que son las líneas que unen puntos de igual velocidad de viento estos valores también los podemos ver volcados en una tabla con las principales ciudades de nuestro país la velocidad del viento se está bula de acuerdo a la escala de beaufort buford fue un marino del siglo 18 que fue el primero en clasificar el viento de acuerdo a su velocidad pero como no tenía elementos para medir la velocidad lo hizo en función de los efectos que observaba y le puso una denominación a cada uno a modo de ejemplo denominó como brisa ligera a un ve a un viento de entre 7 y 12 kilómetros por hora que se lo percibe en la cara un viento fresco al que agita las ramas de los árboles y su velocidad está entre 40 y 50 kilómetros por hora o una tempestad o temporal que produce grandes estragos y ya estamos por encima de los 90 kilómetros por hora el viento se ha usado a lo largo de la historia y se usa entre otras cosas para navegar para mover máquinas como molinos para moler granos o para sacar agua o lo que está muy en boga en nuestros días para generar energía eólica pero no es el objetivo de este curso hablar del uso del viento sino de los efectos que le produce a las construcciones ya hemos mencionado varias veces que un edificio en altura está sometido como cualquier otro tipo de construcción a cargas gravitacionales de carácter permanente o transitoria y a cargas dinámicas siendo el viento una carga dinámica se lo puede definir como una masa de aire moviéndose a una determinada velocidad y en cierta dirección que al encontrarse con la fachada de un edificio ejerce una presión y una succión en la cara opuesta a los efectos del cálculo lo vamos a considerar actuando horizontalmente y en un ángulo a 90 grados aplicado en el eje de la fachada vamos a ver a continuación de manera dinámica valga la redundancia con algunos vídeos cuáles son los efectos que produce el viento sobre las construcciones el aire a mucha velocidad y a su paso por la tierra arrastra cosas muchas veces agua provocando inundaciones como la que se ve en la imagen otras veces objetos en este vídeo vemos un auto siendo arrastrado por el viento esto nos puede dar una idea de la fuerza que genera la masa de aire al encontrar objetos en su camino acá vemos una imagen con carteles y equipamientos urbanos destruidos y en el siguiente vídeo podemos ver el momento en que objetos que son arrastrados por el fuerte viento destruyen la vidriera de un local comercial en esta imagen se ven los cristales rotos de un edificio y en el siguiente vídeo algo se deforman esos cristales y las carpinterías frente a la acción de la carga de viento ahora vamos a ver situaciones extremas tempestades de mucha violencia vientos huracanados que producen grandes catástrofes los cuales paradójicamente no están contemplados en casi ningún país incluso en el nuestro cuando se elaboran las estadísticas y bases de datos de distribución de velocidades de viento ya que se considera que son fenómenos muy violentos pero que ocurren en un lugar muy acotado y muy esporádicamente y la probabilidad de que esto afecte a una construcción es tan baja que no entra dentro de los parámetros estadísticos [Música] no no [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Aplausos] [Música] [Aplausos] [Música] [Aplausos] [Música] [Aplausos] [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Música] [Aplausos] [Música] [Música] por último lo que estamos viendo es la oscilación que le producen a una decisión una manta totalmente [Música] se supone que las estructuras de los edificios están preparadas para recibir resistir y transmitir este tipo de efecto soy su madre lo que no puede ocurrir es lo que se ve en las dos imágenes inferiores y es que una construcción concebida como un conjunto unitario en donde toda la estructura trabaja de manera solidaria vuelque debido a la acción de la carga de viento para ello debemos realizar lo que se denomina la verificación de la capacidad resistente del conjunto estas verificaciones son cuatro la verificación de las mentes del edificio la verificación de la rigidez la verificación del volcamiento y la verificación de las tensiones admisibles del terreno las dos primeras son verificaciones geométricas y las dos últimas salen del momento generado por la carga horizontal de viento independientemente del tipo estructural utilizado el edificio se comporta como una ménsula empotrada en el suelo o sea que la masa de aire en movimiento al encontrarse con el edificio le produce un momento volcador el cual aumenta con la velocidad del viento por consiguiente el edificio es una gran mezcla que está sometida a flexión como en todas ménsula habrá que materializar el empotramiento en este caso a través de las fundaciones pero este será un tema que veremos específicamente más adelante en esta instancia tenemos que concentrarnos en entender que este momento volcador debe ser contrarrestado por otro momento como mínimo una vez y media más grande que vamos a denominar momento estabilizador si hablamos de un momento hablamos de una fuerza por una distancia para hallar estos dos momentos que tenemos que comparar entre sí tenemos cuatro variables tres de las cuales son fáciles de calcular y ya tenemos las herramientas adquiridas para ello nos falta una cuarta que es la carga de viento y es ahora donde vamos a entrar en la segunda parte de esta charla que es la aplicación del reglamento cirsoc 102 2005 qué es el sir shock es el centro de investigaciones de los reglamentos de seguridad para las obras civiles en el caso del 102 2005 es el reglamento de seguridad de aplicación nacional que determina los procedimientos y medios para para obtener perdón los valores de las cargas producidas por la acción del viento sobre las construcciones o sus diferentes partes el reglamento se aplica a todas las construcciones dentro del territorio de la república argentina excepto en el sector antártico y las islas malvinas en una breve historia les cuento que hasta el año 1979 para calcular la acción del viento en nuestro país se utilizaban las normas francesas a partir de ese año se comenzaron a utilizar las normas iram los 11.700 las cuales después fueron volcadas en el reglamento cirsoc 102-85 ya en el año 2005 entró en discusión pública la última actualización del reglamento el cual entró en vigencia el primero de enero del año 2013 nos vamos a encontrar con que el reglamento nos proporciona tres métodos de cálculo posibles dentro de los cuales el proyectista o diseñador puede elegir siempre y cuando su edificio o su estructura se encuadre dentro de algunos de ellos el método 1 que se denomina procedimiento simplificado donde se pueden seleccionar las presiones de vientos directamente de una tabla sin ningún cálculo cuando el edificio reúne todos absolutamente todos los siguientes requisitos es un edificio cerrado total o parcialmente característica que vamos a desarrollar un poco más adelante y las cargas se transmiten en los elementos principales a través de diafragmas simples los que normalmente denominamos losas tiene una cubierta plana o al menos su inclinación no supera los 10 grados la altura del edificio es menor a 10 metros y su forma geométrica espacial es regular también que es un edificio rígido tiene que ser un edificio rígido o no flexible característica que también vamos a desarrollar más adelante la estructura no tiene que poseer juntas de dilatación y tiene que estar ubicado en un terreno plano sin presencias de lomadas por ejemplo con solo saber la velocidad del viento del lugar donde está implantado el edificio dato que se encuentra en el mapa y en la tabla de velocidades básicas que están en el psir soft vamos a poder obtener la carga en newton por metro cuadrado aplicada sobre la cubierta o sobre las paredes del edificio a modo de ejemplo un edificio que reúna todas las características que mencioné anteriormente ubicado en la ciudad de córdoba en donde la velocidad básica es de 45 metros por segundo la presión de viento sobre las paredes del edificio de un edificio cerrado total o parcialmente sería de unos 814 newtons por metro cuadrado lo que equivale a decir que es una presión de 81.4 kilos por metro cuadrado el método 2 es el método analítico que lo vamos a desarrollar al final porque es el más utilizado por los arquitectos e ingenieros para calcular la carga de viento pero hay un método 3 que se denomina procedimiento de túnel de viento este procedimiento debe ser utilizado cuando no se puede resolver el cálculo de viento con los métodos 1 o 2 y también se puede utilizar en reemplazo de ambos métodos para cualquier edificio para cualquier estructura es decir que es un método mucho más preciso que los anteriores pero también el reglamento establece que sí o sí hay que realizar un ensayo de túnel de viento cuando el edificio u otra estructura cumple con algunas de las siguientes condiciones por ejemplo que su forma es muy irregular y difiere significativamente de una forma prismática simple que tiene un comportamiento flexible o que está sujeto a lo que se denomina el golpeteo por estar ubicado a la salida del viento que pasa entre dos edificios o al flujo acelerado de viento por causa de al canal a miento debido a características topográficas un túnel de viento es un dispositivo como el que se ve en este vídeo se lo denomina de capa límite porque tiene como objetivo representar de la manera más similar posible las condiciones del viento en contacto con la superficie terrestre es decir en la capa límite atmosférica en contacto con la tierra que son los últimos 400 o 500 metros de espesor de la atmósfera los túneles de vientos no son todos iguales y se los construye de acuerdo al uso que se les va a dar en el caso de los túneles de viento de capa límite que son los utilizados para ensayar edificios y construcciones tienen el aspecto del que estamos viendo en el vídeo con un largo que ronda entre 15 a 30 metros secciones entre 2 o 3 metros de ancho y alto y pueden alcanzar velocidades entre 10 y 45 metros por segundo los túneles de viento de capa límite pueden ser de tipo cerrado o abierto como el que estamos viendo en este vídeo de la universidad técnica de hamburgo se pueden distinguir varias partes en el extremo superior los ventiladores axiales que succionan el aire a través del túnel justamente para que el mismo entre con la menor turbulencia posible en el centro de la cámara de ensayos donde se va a colocar el modelo a escala y en la parte inferior la boca del túnel por donde entra el aire donde hay una especie de panel de abejas y distintas cámaras para conducir el aire y corregir la posible turbulencia de entrada que tenga altura en la zona central se ve la base donde se va a apoyar el modelo diferentes tipos de controladores dispositivos para poder rotar el modelo y hacerle pasar el aire en distintas direcciones y por supuesto elementos de medición entre los cuales podemos encontrar medidores de velocidad de aire en medidores de presión cámaras para filmar y fotografiar el flujo de aire cuando se lo colorea de algún modo se pueden ver los controladores de los elementos de medición los controles para accionar los ventiladores y dar arranque al túnel es muy común colorear el aire para poder verlo como se puede observar en este ensayo de túnel abierto donde uno puede ver las ráfagas los remolinos donde uno puede ver las ráfagas los remolinos que produce el aire al pasar entre las distintas partes del edificio o en este ensayo del modelo del aeropuerto de carrasco de la ciudad de montevideo en donde podemos observar la interacción del aire con el edificio esta grilla que se ve como base de la maqueta es una trama rugosa que intenta reproducir la superficie del terreno reproduce la superficie de terreno justamente para generarle la turbulencia que normalmente tiene el viento al estar en contacto con el suelo con los árboles con las construcciones linderas en el siguiente vídeo es un acercamiento del mismo modelo en donde vemos uno de los apoyos de la estructura al entrar en contacto con el piso y se pueden ver las zonas donde el viento se acelera o donde hay remolinos en este otro ejemplo vemos como la entrada del aire en el túnel de viento existe en un montón de pequeñas piezas que intentan reproducir la superficie del terreno que le genera la turbulencia del aire y también vemos cómo se han modelado los edificios alrededor del que estamos analizando si observan con detenimiento van a ver que el modelo es transparente se le suele se lo suele construir en acrílico para poder visualizar en su interior las mangueras que van desde pequeños agujeritos en la superficie de la maqueta hasta los sensores de medición de presión estos agujeritos se realizaron en la superficie de la maqueta o lo que sería la fachada del edificio en aquellos lugares en donde gracias al aire coloreado con humo se pudo visualizar que había más de la velocidad o algún tipo de turbulencia o un remolino pero que obtenemos del túnel de viento de un túnel de viento se obtienen un montón de datos de acuerdo a lo que se haya solicitado los cuales después hay que procesar y volcar en los procedimientos de la normativa vigente en nuestro caso en el psir soc este ejemplo que les muestro a continuación corresponde a un ensayo de túnel de viento de unas sombrillas de forma muy particular en el shopping los arcos en la zona de palermo que si bien no es un edificio en altura es una estructura en donde el cálculo de viento era muy engorroso y requería de un análisis de túnel de viento en el informe podemos ver entre otras cosas cuál es el objetivo del ensayo cuál es el equipamiento utilizado en el túnel una descripción del tipo de ensayo algún gráfico mostrando las direcciones de viento a ensayar fotos del modelo dentro del túnel durante el ensayo en este caso en particular los coeficientes aerodinámicos que permitieron calcular la carga que multiplicada por la altura de la sombrilla producía un moment of lector que actuaba sobre la fundación para lo cual se había solicitado este ensayo antes de pasar a la explicación detallada del método número 2 que es el procedimiento analítico que utiliza el sir soft para calcular el viento de manera manual les quiero comentar acerca de lo que es un túnel de viento digital es un software en donde uno introduce un modelo o maqueta digital y se lo ensaya de manera semejante a lo que es un túnel de viento físico pero obteniendo miles de datos más que en el modelo analógico cuál es el inconveniente al menos en nuestro país el procedimiento no está homologado para obras públicas pero sí para cualquier uso privado que se le quiera dar en otras palabras el cirsoc no contempla la posibilidad de analizar un modelo en túnel de viento digital la imagen que estamos viendo en la terminal de combis de puerto madero- que se construyó en el año 2015 me tocó participar en este proyecto y a la hora de calcular el viento debido a la forma y el tipo de estructura no había manera de hacerlo de forma manual por consiguiente había que realizar un túnel de viento teníamos 120 días para realizar la obra a partir del momento de la contratación y el túnel de viento físico nos ocupaba 90 días esto era inviable por donde se lo mirara porque los plazos no cerraban de ninguna manera pero como era una obra pública había que calcular usando el sir soft había que hacer sí o sí un túnel de viento físico entonces lo que hicimos fue lo siguiente nos contactamos con la gente que opera uno de los túneles de vientos más importantes del país que está en la universidad nacional de la plata en la facultad de aeronáutica y lanzamos la realización del ensayo físico en donde lo que lleva mucho tiempo es la maqueta en este caso la imagen que ven es una maqueta construida en fibra de carbono la maqueta no es la maqueta que realizamos para el proyecto la maqueta la realizan los especialistas de túnel de viento lo que están viendo viendo en el vídeo es una imagen en cámara lenta del viento coloreado con humo para analizar el comportamiento del aire y decidir en qué zona de la maqueta colocar los sensores de medición de presión lo que hacen los especialistas en esta en esta instancia es observar el humo fotografiarlo filmarlo pasar la una y otra vez en cámara lenta y decidir cuáles son aquellos lugares en donde se produce la aceleración del aire se produce un remolino se producen retrocesos para poder realizar una edición obtuvimos un informe detallado muy similar al que comenté anteriormente pero en este caso solicitamos conocer los coeficientes de presión y de succión en las distintas zonas de la estructura el equipamiento del túnel de la plata tiene la posibilidad de colocar 36 sensores simultáneos de medición de presión como es una estructura abierta en donde el aire pasa por arriba y por abajo se hicieron ensayos con los sensores puestos en la parte inferior y otros con los sensores puestos en la parte superior y se obtuvo un mapeo de coeficientes de presión y succión interpol 'no los valores obtenidos de los sensores como los que se ven en las imágenes de colores como dije al principio este ensayo llevó casi tres meses entonces qué fue lo que hicimos para poder llevar la obra adelante en el mismo momento en que se lanzó el túnel de viento físico contactamos a una empresa italiana y le enviamos un modelo 3d modelado en cada para que lo corriera en un túnel de viento digital lo que se denomina un cfd computacional fluid dynamics o análisis computacional de fluidos este ensayo demoró una semana y obtuvimos un informe con los mismos coeficientes de presión que le habíamos solicitado al túnel de la plata es lo que están viendo en la imagen y en lugar de obtener 36 mediciones diferentes obtuvimos más de 88.000 puntos de medición uno por cada triángulo de la malla espacial del modelo tridimensional con estos valores y a través del procedimiento que establece el sir soft obtuvimos las cargas de viento sobre la superficie con las cuales se dimensionó la estructura antes de finalizar la obra tuvimos por supuesto que validar los cálculos con los datos obtenidos del túnel de viento físico en los cuales por suerte coincidieron con los datos obtenidos del túnel de viento digital finalmente llegamos al método 2 del sir shop o procedimiento analítico que nos va a permitir obtener las presiones y fuerzas del viento para los diseños de los sistemas principales resistentes a la fuerza del viento lo que la norma van a encontrar como spr fb y para el diseño de componentes y revestimientos de los edificios y otras estructuras este procedimiento plantea la necesidad de interrelacionar muchas variables como la velocidad del viento la direccionalidad un factor de efecto de ráfaga coeficientes de presión interior y exterior diferentes grados de exposición características topográficas consideraciones geométricas y algunas otras creo que lo mejor es hacerlo a través de un ejemplo numérico y para ello vamos a utilizar como referencia el que tenemos en el apunte de la cartera por esto perdón pero esto lo vamos a hacer en la próxima presentación por lo tanto damos por finalizada esta charla muchas gracias les mando un saludo adiós