EL COEFICIENTE DE SIMULTANEIDAD

Cuando estamos cuantificando los usos de áreas para sobrecargas (consumo de área), usos de aparatos sanitarios (consumo de agua), uso de aparatos eléctricos (consumo eléctrico) nos topamos con que a medida que aumenta la cantidad de usuarios la posibilidad del uso simultáneo de las instalaciones disponibles decrece. Esa posibilidad puede ocurrir en diversas actividades, no solo humanas. Por ejemplo, cuando diseñamos una vivienda para sobrecargas reglamentarias le aplicamos a cada área un promedio reglamentado por la normativa. Sera 200 kg/m2 para áreas de habitaciones, 500 kg/m2 para balcones y escaleras, etc. Ahora, si nos preguntamos que probabilidad existe de que estemos ahora en una determinada área? O que probabilidad existe de que estemos o no en el área de la vivienda o afuera, ya sea donde un vecino, paseando, haciendo gestiones, o simplemente visitando a familiares o amigos?.

Si en dicha vivienda habitara una sola persona todo se simplificaría ya que rara vez en el día una persona usaría las instalaciones, todo se simplificaría a una cantidad promedio por día, pero a medida que aumentara la cantidad de habitantes las posibilidades cambiarían. También, la presencia de personas en tal o cual sitio dependerá de las costumbres. Por ejemplo, en mi país, en los barrios pobres es costumbre que sus habitantes están mas concentrados en la parte frontal de la vivienda. Esto es debido a la pequeña área de la vivienda versus el No. De ocupantes así como la pequeña área del patio.

Sin embargo, en los residenciales de clase media, media alta a alta no es común ver personas en los frentes de las viviendas.

Imaginemos una persona que viva solo en una vivienda con tres habitaciones, cocina  y dos vanos. La posibilidad del uso de todos los aparatos de consumo de agua potable al tiempo no es posible ya que una persona abrirá la que le competa en el momento que lo desee o necesite. Si hay dos personas hay mayor posibilidad de uso de los aparatos pero no será el doble. Así ocurrirá con los aparatos eléctricos y la ocupación de áreas. En lo que se refiere a esta ultima (Las áreas) es similar.

Ahora bien, si vamos a diseñar un solo dispositivo (Tomacorriente, grifo o losa) debemos diseñarlo para la mayor posibilidad de uso  y así se hará con cada dispositivo o elemento. En el caso de las Instalaciones Sanitarias y Eléctricas lo que será diseñado para demandas menores serán los conductores y tuberías. En el caso de cargas vivas cada losa será diseñada para su máximo uso (sobrecarga) pero con fines sísmicos  la carga total será reducida significativamente. Esto así porque aunque es cierto que en un momento dado una losa puede estar cargada al máximo: Reunión, fiesta, et. La probabilidad de que todas las losas estén cargadas al máximo será mínima y esta es la razón de los llamados coeficientes de reducción por carga viva.

Ingeniero Civil con Master en Tecnología y Organización de la Construcción, Master en Control de la Calidad de la Producción Industrial y Master en Ingeniería Estructural Sismo-Resistente. República Dominicana

Comments (5)

  • Reply ingeniev - 14 marzo, 2012

    Muy interesante.
    Tengo una duda respecto a la simultaneidad de las fuerzas sísmicas laterales.

    Aplicando métodos estáticos obtenemos las fuerzas laterales estáticas aplicadas a nivel de los diafragmas rídigos. Ahora, en el análisis estructural consideramos que todas estas fuerzas son simultaneas, es decir, en una hipótesis donde sean consideras, aparece desde la del nivel inferior hasta el último nivel de edificio.

    Pensandolo un poco, me imagino la estructura sometida súbitamente a una serie de fuerzas laterales que van desde 0 a su valor máximo instantáneamente.

    Observando como se deforma un modelo de péndulo invertido me surge la duda ¿cual sería el orden de aparición de estas fuerzas y como seria su cambio en el tiempo?. ¿Sería adecuado considerar esta secuencia de aparición? ¿se encontrarán esfuerzos máximos que con las hipótesis ya establecidas no se obtenían?.

    ¿Que opina Usted ingeniero?
    Saludos.

  • Reply Ing. José Cabrera - 14 marzo, 2012

    El metodo de las fuerzas laterales equivalentes o cuasiestatico es conservador por lo que dices ya que considera esas fuerzas aplicadas al tiempo. Sin embargo, si se aplica la reduccion de 20%, 25%, etc. antes de definir las sobrecargas.
    En la realidad existe una variabilidad en el tiempo que provoca excitaciones que podrian activar una o mas fuerzas al tiempo o diferentes proporciones de ellas. Sin embargo,los codigos consideran que dicho analisis, cuando es elastico modal es poco conservador por lo que se compara el cortante basal con un % (65,70) del cuasiestatico.

  • Reply Ing. José Cabrera - 14 marzo, 2012

    Un analisis Time History es mas preciso pero siempre tenemos la duda con el espectro que pudiera ser sintetico o historico. Nunca reflejara la realidad pero se acerca mas que el modal.

    • Reply ingeniev - 15 marzo, 2012

      Gracias ingeniero.
      Entiendo que dada la simplicidad del método estático mi planteo no es adecuado.
      Mi inquietud seguramente se ve reflejada en un análisis modal, por el momento no he realizado éstos análisis, unicamente he trabajado con el estático.
      Saludos.

  • Reply Ing. José Cabrera - 15 marzo, 2012

    Mas adelante podemos hablar del Analisis Modal y como se trata de tomar en cuenta lo que dices que se se refiere a la simultaneidad de presencia de excitaciones. Ese es un tema que merece investigarse bastante. Lo que tenemos en la actualidad es obra de Rosenblueth (1940), Taylor (1960) y otros autores pero es nada concluyente y muy discutible.

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