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DISEÑO DE UNA ESCALERA MULTIFUNCIONAL PARA EL USO DEL PERSONAL OBRERO DE LA UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL JOSÉ ANTONIO ANZOÁTEGUI EL TIGRE ESTADO ANZOÁTEGUI

El Tigre, julio de 2017

DISEÑO DE UNA ESCALERA MULTIFUNCIONAL PARA EL USO DEL PERSONAL OBRERO DE LA UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL JOSE ANTONIO ANZOATEGUI EL TIGRE ESTADO ANZOATEGUI

Proyecto Socio-Integrador o Socio Tecnológico como Requisito de Aprobación del Trayecto III de Ingeniería Mecánica.

Tutor técnico Ing. Angélica Malaver C.I:19.629.174 EQUIPO INVESTIGADOR Eder Rojas C.I :22.574.760 Marcel Fernández C.I :25.321.131 Mariangel Marcano C.I :19.190.005 Angelo Guerrero C.I:18.641.618

El Tigre, julio 2017

ACTA DE EVALUACIÓN DE JURADO

En nuestro carácter de Jurado Evaluador del Proyecto Socio Integrador y/o Socio Tecnológico del Programa Nacional de Formación en ingeniería mecánica titulado:

DISEÑO DE UNA ESCALERA MULTIFUNCIONAL PARA EL USO DEL PERSONAL OBRERO DE LA UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL JOSE ANTONIO ANZOATEGUI EL TIGRE ESTADO ANZOATEGUI

El Tigre, Estado Anzoátegui, Venezuela. Presentado como requisito parcial para optar a la Aprobación del Trayecto III de Ingeniería Mecánica.

_____________________, obtuvo una calificación de _________________, en la ciudad de tigre, a la segunda semana del mes de Julio del año 2017.

Firman Conforme: Jurado 1: Coordinador del Jurado: __________________Firma: ______

Jurado 2: Colectivo Docente del PNF: _________________Firma: ______

Jurado 1: Colectivo Docente del PNF: ___________________Firma: ______

3

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DISEÑO DE UNA ESCALERA MULTIFUNCIONAL PARA EL USO DEL PERSONAL OBRERO DE LA UNIVERSIDAD POLITECNICA TERRITORIAL JOSE ANTONIO ANZOATEGUI EL TIGRE ESTADO ANZOATEGUI EQUIPO INVESTIGADOR Eder Rojas C.I :22.574.760 Marcel Fernández C.I :25.321.131 Mariangel Marcano C.I :19.190.005 Angelo Guerrero C.I:18.641.618 RESUMEN

La presente investigación se fundamentó en el diseño de una escalera multifuncional para el uso del personal obrero en la Universidad Politécnica Territorial José Antonio Anzoátegui. Para el logro de este proyecto se utilizaron técnicas de recolección de información como observación, entrevista y revisión documental. Se determinaron los materiales a emplear en el diseño, así como también las posibles configuraciones de la escalera multifuncional, plasmados en dibujos isométricos. Los resultados obtenidos están basados en una propuesta ergonómica de diseño que brinde comodidad y seguridad a los obreros al momento de realizar las labores dentro de ésta casa de estudios. Con esta investigación se demuestra que el diseño de una escalera multifuncional constituye una propuesta factible para la Universidad, por lo tanto, es recomendable como herramienta integral de trabajo. Descriptores: escalera multifuncional, dibujos isométricos, ergonomía.

ÍNDICE GENERAL Acta de evaluacion de jurado ...........................Error! Bookmark not defined. Resumen ........................................................................................................ 5 Fase I ............................................................................................................ 14 El diagnóstico................................................................................................ 14 Exploracion inicial ...................................................................................... 14 Reseña historica ........................................................................................ 14 Misión ........................................................................................................ 15 Visión ......................................................................................................... 16 Dimensiones y potencialidades ................................................................. 16 Dimensiones físico espaciales ................................................................... 16 Dimensiones demográfica ......................................................................... 17 Dimensiones políticas ................................................................................ 18 Dimensiones potenciales ........................................................................... 18 Dimensiones culturales.............................................................................. 19 Dimensiones económicas .......................................................................... 19 Dimensiones ambientales.............................Error! Bookmark not defined. Diagnóstico integral ................................................................................... 20 Cuadro 1. Diagnóstico de Problemas ........................................................ 20 SELECCIÓN DEL PROBLEMA ................................................................. 21 Cuadro 2. Matriz priorización de problemas .............................................. 21 Cuadro 3. Matriz de selección para la priorización del problema .............. 22 FASE II ......................................................................................................... 23 El PROBLEMA .............................................................................................. 23 Planteamiento del problema ...................................................................... 23 Objetivos del problema .............................................................................. 24 Objetivo General .................................................................................... 24

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Objetivos específicos ............................................................................. 24 Justificaciones ..............................................Error! Bookmark not defined. Alcance ...................................................................................................... 25 Limitaciones............................................................................................... 26 FASE III ........................................................................................................ 14 MARCO TEÓRICO REFERENCIAL ............................................................. 27 Antecedentes............................................................................................. 28 Fundamentación teorica ............................................................................ 29 Componentes de una escalera .................................................................. 32 Aluminio 6063 ............................................................................................ 32 Propiedades del aluminio 6063 ................................................................. 33 Bisagras articuladas .................................................................................. 34 Soldadura .................................................................................................. 34 Remaches estructurales ............................................................................ 34 Tacos de goma antideslizantes ................................................................. 35 Fundamentacion legal ............................................................................... 35 CONSTITUCIÓN DE LA REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA Error! Bookmark not defined. Artículo 102 ...............................................Error! Bookmark not defined. Artículo 103 ...............................................Error! Bookmark not defined. Artículo 109 ...............................................Error! Bookmark not defined. Artículo 110 ...............................................Error! Bookmark not defined. Artículo 117 ...............................................Error! Bookmark not defined. LAS NORMAS VENEZOLANAS COVENIN .Error! Bookmark not defined. COVENIN 2245-90 ....................................Error! Bookmark not defined. NORMAS COVENIN a consultar: .................Error! Bookmark not defined. Definición de términos básicos .................................................................. 41

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FASE IV ........................................................................................................ 14 MARCO METODOLÓGICO .......................................................................... 42 Tipo de investigación ................................................................................. 42 Diseño de la investigación ......................................................................... 44 Población y muestra .................................................................................. 44 Población................................................................................................ 44 TIPOS DE ESCALERAS ..............................Error! Bookmark not defined. 1) Fijas ....................................................Error! Bookmark not defined. 2) Transportables, o ligeras ......................Error! Bookmark not defined. CLASIFICACION ..........................................Error! Bookmark not defined. 1) Por su uso...........................................Error! Bookmark not defined. 2) Por su mecanismo ..............................Error! Bookmark not defined. 3) Por su sistema constructivo ................Error! Bookmark not defined. 4) Por el número de tiros.........................Error! Bookmark not defined. Muestra .................................................................................................. 45 técnicas e instrumentos de recolección de datos ...................................... 45 Revisión Documental ............................................................................. 46 Entrevista ............................................................................................... 46 Técnicas de análisis de datos .................................................................... 46 Planificación integral de objetivo (pio) ........................................................... 47 Cuadro 4.Planificacion integral de los objetivos ........................................ 47 FASE V ......................................................................................................... 48 CALCULOS......................................................Error! Bookmark not defined. Procedimiento para construcción y unión de las piezas ............................ 48 Aspecto técnico ......................................................................................... 48 Componentes involucrados en el diseño ................................................... 50 Cuadro 5. Componentes involucrados en el diseño .................................. 50

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Cálculos de la base de la escalera…………………………………………….39 Cálculos del escalón de la escalera……………………………………….......41 Cálculos para la soldadura del escalón de la escalera……………………..43 Soldadura……………………………………………………………………..….45 Flexión de la soldadura………………………………………………………...46 Electrodo………………………………………………………………………….48 Calculo de soldadura del tubo pilar con la base de la escalera…………..49 Escalera de forma horizontal (TIPO ANDAMIO)…………………………....51 CONCLUSIONES………………………………………………………………..63 RECOMENDACIONES………………………………………………………….64 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………………………65 ANEXOS……………………………………………………………………… …65

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INDICE DE TABLAS

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INDICE DE GRAFICOS

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INTRODUCCIÓN El final del siglo XIX es considerado por muchos como la era de oro de la construcción de escaleras. Desde ese entonces juegan un papel importante en las distintas actividades realizadas por el ser humano, lo que ha permitido la creación de nuevos prototipos que permiten adaptarse a las exigencias de los usuarios.

Desde esta perspectiva, el personal obrero de la UPTJAA no escapa a estas necesidades de adaptación, es por ello, que el propósito de esta investigación es proponer un diseño ergonómico de escalera multifuncional que brinde soluciones eficientes en cuanto a seguridad y comodidad, de manera que las labores sean ejecutas con la mayor eficiencia y eficacia posible.

Esta investigación está constituida en cinco (5) fases dispuestas de la siguiente manera:

FASE I, Diagnóstico: se expone toda la información importante referida al contexto organizacional de la UPTJAA, su reseña histórica, misión, visión, dimensiones y potencialidades, diagnostico, selección del problema, matriz de selección para la priorización del problema y las herramientas de diagnósticos.

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FASE II, El Problema: se plantea el problema, el objetivo general y los objetivos específicos de la investigación así como también la justificación, alcance y limitación de la misma.

FASE III, Marco Teórico Referencial: contiene antecedentes de investigaciones similares que fueron tomados como referencia para esta investigación, la fundamentación teórica, la fundamentación legal y la definición de términos básicos, los cuales son muy importantes para la comprensión de esta investigación.

FASE IV, Marco Metodológico:

esta fase se estudia el tipo de

investigación, diseño de investigación, la población y la muestra de estudio, las técnicas e instrumentos de recolección de datos, las técnicas de análisis de los datos y la planificación integral del objetivo.

FASE V, Propuesta del Diseño de la Escalera Multifuncional: comprende el procedimiento para construcción y unión de las piezas, aspecto técnico, materiales utilizados, componentes involucrados en el diseño, y la interpretación de los planos.

Por último, se encuentran las conclusiones, recomendaciones, referencias bibliográficas y anexos.

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FASE I EL DIAGNÓSTICO

EXPLORACION INICIAL

La exploración inicial representa el primer contacto con la población objeto de estudio, para ello se llevó a cabo una serie de entrevistas al personal obrero que labora en el Departamento de Servicios Generales de la UPTJAA, en las cuales expusieron las diversas fallas que presentan al momento de realizar el trabajo correspondiente al mantenimiento, resaltando la insuficiencia de materiales, es por ello que el propósito de este proyecto es brindar una propuesta de diseño de una escalera multifuncional aportando una mayor versatilidad y seguridad al personal obrero.

RESEÑA HISTORICA

El 03 de Enero de 1975, el Ministerio de Educación de la República de Venezuela, mediante la resolución N° 07 designa la comisión organizada para la creación de la estructura universitaria, integrada por el profesor Juan Medina Lugo como Presidente de la Comisión y el profesor Jesús Ruiz Luqués como secretario ejecutivo, quien posteriormente, fue el primer Director del Instituto.

El Instituto Universitario de Tecnología de el Tigre abre sus puertas el 06 de Diciembre de 1.977, conforme la Gaceta Oficial de la República de Venezuela N° 31.381 según Decreto N° 2.483, las actividades académicas

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Dieron inicio el 09 de Julio del año 1.978. El 14 de Diciembre de 1989 toma el Nombre de Instituto Universitario de Tecnología “José Antonio Anzoátegui” (IUTJAA) conforme con la Gaceta Oficial N° 34.368 según Decreto 657. En Mayo de 2013 el Presidente de la República de Venezuela Nicolás Maduro Moro aprueba en cadena nacional la transformación del (IUTJAA) a Universidad Politécnica Territorial “José Antonio Anzoátegui” (UPTJAA).

En la actualidad año 2014 se encuentra con una matrícula que asciende a los 14.501 Estudiantes, se administran los programas de formación que a continuación se mencionan: PNF Procesos Químicos, PNF Química, PNF Mecánica, PNF Mantenimiento, PNF Contaduría, PNF Informática, PNF Agroalimentación.

MISIÓN

La UPTJAA forma principalmente a nivel de pre-grado técnico superiores, capacitándolos para organizar y desarrollar la micro, pequeña o media empresa, ofreciendo al mismo tiempo una formación integral q satisfaga sus motivaciones e intereses personales, con el propósito de garantizar una buena calidad de educación, a fin de facilitar de manera permanente a los técnicos superiores cursos de educación continua el cual les permita estar actualizados para perfeccionar sus conocimientos, capacitación de los docentes para garantizar la calidad de la comunidad, a través de los estudiantes ser una universidad transparente centrada en los principios valores éticos y morales.

VISIÓN

La UPTJAA se puede considerar la Universidad más grande del Estado Anzoátegui debido a su campo de acción y su enlace con la Misión Sucre y es pionera en la formación de profesionales integrales, con formación humanística comprometidos con el desarrollo endógeno de la región, la institución generara proyectos rentables que los acredite con el fin de satisfacer las necesidades de requerimientos tecnológicos, que requieran la modernización de sus carreras, garantizar una administración tanto académica como financiera de forma transparente.

DIMENSIONES Y POTENCIALIDADES

DIMENSIONES FÍSICO ESPACIALES

Ubicación La sede principal de la Universidad Politécnica Territorial “José Antonio Anzoátegui” se encuentra ubicado en la ciudad de El Tigre, Municipio Simón Rodríguez, 5 km al sureste de esta población (Ver anexo2). Cuenta con una extensión ubicada en la prolongación de la 7ma calle norte antiguo Halliburton.

Vialidad Posee acceso a una carretera nacional de tránsito libre completamente asfaltada.

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Infraestructura Posee 4 sectores con aulas de clase además de 4 galpones para taller equipados, un comedor aun no habilitado, biblioteca, canchas deportivas un salón de actos múltiples, caminerías, áreas administrativas, sector de estacionamiento, áreas verdes, sectores de esparcimiento, un área de gimnasio y un poco más de 500 hectáreas de terreno pertenecientes a la entidad para uso agrícola y practicas universitarias. Servicios públicos Posee los servicios públicos en su mayoría; Telefonía, servicio de agua potable, aguas residuales, electricidad, entre otras.

DIMENSIONES DEMOGRÁFICAS La UPTJAA abarca a unos 14000 estudiantes además de 1780 trabajadores entre obreros, docentes y personal administrativo.

900 800 700 600 500 400

FIJO

300

CONTRATADO JUBILADO

200

TOTAL

100 0

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DIMENSIONES POLÍTICAS

Dentro de la institución hacen vida: 

Organizaciones estudiantiles: Federación de Centros Estudiantiles



Agrupaciones cívicas: Centro conservacionista y grupos recreativos.



Información: Departamento de Actividades Complementarias y de Extensión.



Departamento de Bienestar Estudiantil.



Sindicato de trabajadores de la UPTJAA



Sindicato de profesores de la UPTJAA

Además se celebran eventos de carácter político, y elecciones para elegir a los representantes de algunas organizaciones como el centro de estudiantes.

DIMENSIONES POTENCIALES

Como potencialidades cuenta con el área agrícola que ayudaría a la autogestión de la universidad, que posee amplios terrenos para la siembra de sorgo, maíz, frijoles, vegetales, pastos y cría animal, entre otros, los cuales debemos retomar para cumplir con los principios de Desarrollo Endógeno promovidos en el Plan Nacional Simón Bolívar.

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DIMENSIONES CULTURALES En la Universidad Politécnica Territorial “José Antonio Anzoátegui” festejan todas las tradiciones y prácticas culturales del calendario en objetivo y cultura de nuestra patria como son:

Tabla N 1 Fechas de celebración Festividad

Fecha

Año Nuevo

1 de enero

Carnaval

Febrero

Semana Santa

Marzo-abril

Proclamación de Independencia de Venezuela

5 de julio

Firma del acta de la independencia de Venezuela

19 de abril

Dia Del Trabajador

1 de mayo

Batalla De Carabobo

24 de junio

Natalicio Del Libertador

24 de julio

Dia De La Resistencia Indígena

12 de octubre

Navidad

24 de diciembre

Dia Del Estudiante Universitario

21 de noviembre

Dia Del Profesor Universitario

5 de diciembre

DIMENSIONES ECONÓMICAS

La sede es sustentada por el gobierno de la República Bolivariana de Venezuela siendo la universidad parte del sistema educativo propio del Estado.

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DIMENSIONES AMBIENTALES.

La UPTJAA posee áreas verdes y un ambiente agradable ya que se encuentra situado en una zona cálida y tropical, posee un departamento de servicios que se encarga puntualmente de la limpieza de áreas verdes y áreas comunes, no presenta contaminación.

DIAGNÓSTICO INTEGRAL

Con el propósito de recopilar la información necesaria para determinar el problema objeto de la presente investigación, el equipo de investigadores del PNF de Ingeniería Mecánica realizó un recorrido por los espacios universitarios y de la observación realizada, aparte de haber entrevistado al personal obrero y jefe del Departamento de Servicios Generales de la universidad se detectaron los siguientes problemas.

Tabla 2. Diagnóstico de Problemas Problemáticas

Observaciones y entrevistas

Herramientas

de

Diagnóstico Ausencia

de

Se observó que el Departamento de Servicios

Técnica de la Observación

materiales y equipos

Generales no puede cumplir debidamente con su

Directa y Entrevistas no

en el Departamento

labor de mantenimiento en la universidad debido a

estructuradas con guión de

de

que no cuentan con materiales y equipos

entrevista.

Servicios

Generales.

adecuados para realizar dicho trabajo.

Fallas en el sistema

Las fallas del sistema eléctrico constituyen un

Técnica de la Observación

Eléctrico

factor que afecta las actividades diarias de la

Directa y Entrevistas no

institución.

estructuradas con guión de entrevista

Fallas en el sistema

Las fallas en la gestión, planificación y control en

Técnica de la Observación

de

el departamento de servicios generales.

Directa y Entrevistas no

gestión

Departamento

en

el de

estructuradas con guión de

Servicios Generales

entrevista

Fuentes: los autores (2017)

20

SELECCIÓN DEL PROBLEMA

Para seleccionar el problema objeto de estudio de este proyecto, se hizo necesario aplicar la Matriz de Priorización de Problemas, donde se detallan los problemas que presenta la universidad, su descripción, que valor y

que

probabilidades

tendremos

de

enfrentarlo

con

éxito

como

investigadores.

Tabla 3. Matriz priorización de problemas Criterio 1

Criterio 2

Criterio 3

Criterio 4

Probabilidad

Apoyo

Impacto

problema para

de

comunitario

sobre otros

la universidad

con éxito

Valor

Problema Ausencia

Descripción

de

materiales

Falta

resolverlo

Total

problemas

de

y

escaleras

equipos en el

utensilios

y

Departamento de

del

3

3

3

2

11

2

2

2

3

9

1

1

1

2

5

Servicios

Generales Falla en

Falta

de

sistema

equipos para el

eléctrico

personal obrero para el cambiado

de

bombillas Fallas

en

sistema

el de

gestión en el

Falta

de

itinerario

un de

actividades

Departamento de

Servicios

Generales

Fuentes: los autores (2017)

21

Para efectos de determinar la valoración de cada criterio se utilizó la siguiente escala de estimación, sumándose cada fila, la cual se multiplica por 100 y se divide entre el total (12 puntos):

1. Bajo 2. Medio 3. Alto

Tabla 4. Matriz de selección para la priorización del problema Problema

Ausencia de materiales y equipos en el Departamento de Servicios Generales

Criterio 1

Criterio 2

Valor del problema para la universidad

Probabilidad de enfrentarlos con éxito

Criterio 3 Apoyo comunitario

Criterio 4

Suma

Impacto sobre otros problemas

Suma DPP= (número de criterios favorables/ número total de criterios)*100% DPP= 11/12*100%

3

3

3

2

11

DPP= 91%

Decisión No Elegible

DPP Menor de 50%

Medianamente Elegible Altamente Elegible

Mayor o igual 50% y menor de 75% Mayor igual de 75%

Fuente: los autores (2017) Luego de la aplicación de la Matriz de Priorización de problemas se detectó que el problema que obtuvo el mayor porcentaje fue el de la ausencia de materiales y equipos en el Departamento de Servicios Generales con un 91%, resultando altamente elegible, según los criterios de priorización de problemas de la tabla 4, lo que llevo a que el equipo de investigadores propusiera el diseño de una escalera multifuncional para el uso del personal obrero de la Universidad Politécnica Territorial José Antonio Anzoátegui, de esa forma aportar una solución viable para que este departamento pueda cumplir satisfactoriamente con las diferentes labores de servicios

de

mantenimiento

en

22

la

referida

institución.

FASE II El PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA La Universidad Politécnica Territorial “José Antonio Anzoátegui” UPTJAA, sede El Tigre, es una institución pública que cuenta con una cantidad significativa de estudiantes, profesores, personal administrativo y personal obrero que día a día cumplen con sus funciones para el buen desarrollo de esta casa de estudio.

Por medio del análisis, exploración dentro de las instalaciones de la Universidad y mediante la información recopilada en el proceso de diagnóstico se pudo apreciar las necesidades que hoy en día presentan los trabajadores de la Institución, entre las cuales resaltan la falta de herramientas y utensilios para realizar las labores correspondientes de manera eficaz y eficiente, lo que ha generado molestias en los trabajadores, estos se muestran apáticos al momento de realizar algunas labores relacionadas con el mantenimiento en esta Universidad.

Por estas razones se hizo necesario el desarrollo de una propuesta de diseño de escalera multifuncional, para el uso del personal obrero, que garantice el mejor rendimiento en el cumplimiento de las labores a realizar.

OBJETIVOS DEL PROBLEMA

OBJETIVO GENERAL

Diseñar una escalera multifuncional para uso del personal obrero en la Universidad Politécnica Territorial José Antonio Anzoátegui sede El Tigre estado Anzoátegui.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Realizar un estudio exhaustivo de los materiales más idóneos para el funcionamiento de la escalera multifuncional.

2. Desarrollar los cálculos del diseño de la escalera para conocer las dimensiones y funcionamiento de esta.

3. Identificar los procesos metalmecánicos más adecuados para su construcción.

4. Elaborar una presentación físico-espacial o prototipo funcional de la misma.

JUSTIFICACIÓN

La presente investigación aportará grandes beneficios al personal obrero de la Universidad Politécnica Territorial “José Antonio Anzoátegui” entre los cuales se encuentran: mejor rendimiento laboral, menos agotamiento físico, mayor productividad y disminución en el tiempo de instalaciones de bombillos, tiempo que puede aprovecharse para cumplir con otras labores, permitiéndole así a la masa estudiantil un mejor goce y beneficio de las instalaciones de la Universidad. Desde el punto de vista profesional, técnico, académico y/o funcional la presente investigación constituye un ejemplo de cómo se puede aportar soluciones eficientes que signifiquen notables mejorías para la casa de estudio.

ALCANCE

La presente investigación consistió en desarrollar una propuesta de diseño de una escalera multifuncional para uso del personal obrero en la Universidad Politécnica Territorial José Antonio Anzoátegui, sede El Tigre Estado Anzoátegui.

Se pretende que con el diseño de la escalera multifuncional se contribuya a mejorar el proceso de las actividades que se realizan diariamente en esa Institución, ofreciendo al personal obrero una herramienta útil que facilite su trabajo y así pues cumplir con las necesidades y las exigencias de trabajo dentro de la misma.

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LIMITACIONES

Según los hechos prácticos realizados, se encuentran con las siguientes limitaciones: •

Falta de apoyo económico para realizar el diseño de la escalera

multifuncional. •

Falta de organización de trabajo en equipo dentro de la comunidad del

UPTJAA

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FASE III MARCO TEÓRICO REFERENCIAL Según Arias, F. (2006) “el marco teórico referencial implica un desarrollo amplio de los conceptos y proposiciones que conforman el punto de vista o enfoque adoptado, para sustentar o explicar el problema planteado.”(p.107). Son de gran importancia para comprender el problema planteado, en él se desarrollan ampliamente todos los conceptos que se relacionan con esta investigación, basado en definiciones de autores y expertos en el área. Cabe indicar que las funciones del Marco Teórico Referencial serán:  Orientar sobre como habrá de llevarse a cabo la investigación.  Permite describir la realidad social en la cual se enmarca el estudio, acompañada de estadísticas de autores e instituciones reconocidas y avaladas.  De su exposición se desprende las posibles hipótesis que más tarde se comprobarán o no.  Ayudar a reflexionar sobre estudios anteriores y prevenir errores en la investigación.  Proveer de un marco de referencia para analizar e interpretar los resultados de la investigación.

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 Las teorías expuestas permiten profundizar las variables en estudio.

ANTECEDENTES

Ancajima, R. Arroyo, L. Villanueva, G (2013). Escaleras Metálicas. Trabajo de Grado presentado en la Universidad San Pedro

de Sula.

Facultad de Ingeniería. Escuela Profesional de Arquitectura y Urbanismo. Honduras. La investigación de los autores consintió en definir los conceptos fundamentales para diseñar escaleras metálicas.

La revisión de este proyecto sirvió de apoyo para estructurar la presente investigación y lograr determinar los conceptos básicos de desarrollo de escaleras metálicas.

Casal, V. (2004). Biblioteca de detalles típicos de construcción en formato digital, compatibles con el sistema AutoCAD. Trabajo de grado presentado en la Universidad Central de Venezuela. Caracas.

EL autor brinda aspectos importantes con respecto a la infraestructura de las escaleras, medición y materiales empleados en su construcción, por lo tanto fue citado como antecedente de la presente investigación ayudando a realizar los cálculos de los materiales a emplear en el diseño de la escalera multifuncional.

Peña, V. (2013). Especificaciones técnicas construcción escalera metálica de acceso al pozo de ventilación de la Mina Larimar. Comunidad Las Filipinas, Municipio Paraíso, Provincia Barahona. Perú.

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La revisión de ésta investigación aportó conocimientos y orientación sobre la planificación y medición para los aspectos técnicos de diseño de la escalera multifuncional.

FUNDAMENTACIÓN TEORICA

Las escaleras son una de las construcciones más antiguas en la historia de la arquitectura, éstas siempre han jugado un papel central en la historia de la humanidad, aunque resulta difícil decir exactamente en qué año nacieron, se estima su aparición hacia el año 6000 antes de cristo. Estas parecen cambiar de forma con el cambio de las eras arquitectónicas, reflejando las tendencias utilizadas en las distintas eras y revelando el talento de quienes las diseñaron.

Las primeras escaleras en la historia eran precarios troncos encastrados entre sí que se utilizaban para adquirir posiciones estratégicas para la supervivencia. En un sentido básico, el primer uso que se le dio a las escaleras fue el de superar las dificultades que presentaba el terreno, como valles o montañas, el objetivo era poder transitar estos accidentes geográficos lo más rápido posible, moverse hacia arriba significaba a menudo moverse a un lugar de mayor seguridad, entonces, esto podría haber significado en esa época la diferencia entre la vida y la muerte, era entonces muy importante, poder moverse rápidamente, de ahí la importancia de las escaleras.

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TIPOS DE ESCALERAS

1)Fijas  Escalera de un tramo: aquella que no tiene giros.  Escalera con descansos o rellanos: aquella cuyos tramos están separados por descansos.  Escalera cuadrada: la de tramos iguales por cuatro lados, y a escuadra.  Escalera de ida y vuelta: la que tiene sus tramos en dos sentidos opuestos.  Escalera de caracol: la que se construye con tramos de forma circular ascendente.  Escalera imperial: la que posee un tramo de ida y dos tramos de vuelta más estrechos, paralelos al primero y laterales.

2) Transportables, o ligeras 

Escalera de Mano: la portátil.



Escalera Chapera: la fija que se emplea en las obras y que está formada por dos maderos inclinados y paralelos sobre los cuales se clavan unos travesaños más o menos anchos.



Escalera de Cuerda: la formada por dos maromas paralelas unidas por varios travesaños o barrotes de madera o hierro en forma de peldaños.



Escalera de Escapulario: la portátil que se pone en la pared de los pozos de las minas.

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

Escalera de espárrago: conformada por un madero atravesado por pequeñas estacas salientes.



Escalera de tijera, o doble: la compuesta de dos escaleras de mano unidas por la parte superior con bisagras.

CLASIFICACION 1) Por su uso 

Escalera hurtada: la disimulada.



Escalera de incendios o de urgencias: la que sirve para evacuar un edificio en caso de incendio u otro tipo de catástrofes.



Escalera de Servicio: la destinada al uso del servicio, de menor importancia que la principal hecha para facilitar la circulación.

Por su mecanismo 

Escalera mecánica: la que dispone de peldaños móviles.

2) Por su sistema constructivo 

Escalera a la catalana: la conformada por tres capas de rasillas, recibidas con yeso, que siguen la línea del antifunicular.



Escalera Colgada: aquella cuyos escalones no están fijos más que por un lado en el muro y por el otro libres, es decir, colgados.

31



Esacalera de ojo colgada: la que en medio deja un vano circular o cuadrado en lugar de las almas y cuyos peldaños se sostienen uno a otro por su garganta de semicañón.

3) Por el número de tiros 

Escalera de un tiro: cuando todos sus tramos se agrupan en igual dirección y sentido, uno tras otro.



Escalera de dos tiros: cuando algunos tramos se agrupan en una dirección y sentido y el resto en otro sentido y otra dirección.



Escalera imperial: la que tiene un primer tramo central, descansillos, y dos tramos laterales en dirección contraria.

COMPONENTES DE UNA ESCALERA

Zancas o vigas, descansos, mesetas o rellanos, escalones, la huella o pisa, la contrahuella, remaches, soldaduras, bisagras, zapatas.

ALUMINIO 6063

Es una aleación de aluminio, con magnesio y silicio como elementos principales. Esta aleación debido a su gran facilidad de extrusión, obtiene características mecánicas adecuadas, un correcto aspecto de superficie y buen coloreado. Al anodizarse tiene múltiples aplicaciones. El aluminio 6063

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se utiliza en perfiles de carpintería metálica, manillas, pomos, herrajes, sillas de terraza entre otros.

PROPIEDADES DEL ALUMINIO 6063  Cromo (Cr): aumenta la resistencia mecánica cuando está combinado con otros elementos Cu, Mn, Mg.  Cobre (Cu): incrementa las propiedades mecánicas pero reduce la resistencia a la corrosión.  Hierro (Fe): aumenta la resistencia mecánica.  Magnesio (Mg): tiene una gran resistencia tras el conformado en frío.  Manganeso (Mn): incrementa las propiedades mecánicas y reduce la calidad de embutición.  Silicio (Si): combinado con magnesio (Mg), tiene mayor resistencia mecánica.  Titanio (Ti): aumenta la resistencia mecánica.  Zinc (Zn): aumenta la resistencia a la corrosión.

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BISAGRAS ARTICULADAS

La escalera multifuncional incluirá un sistema de bisagras articuladas que permite un apalancamiento para mayor soporte y fijación de posiciones. Una bisagra articulada es un herraje articulado que posibilita el giro de puertas, ventanas o escaleras. Cuenta con dos piezas, una de las cuales va unida a cada tramo de la escalera y la otra permite su movimiento circular. Con el uso de éste tipo de bisagras la escalera se podrá configurar en posiciones diferentes y tendrá un carácter ergonómico permitiendo un fácil y seguro armado/desarmado, siendo una ventaja para transportarla. Las bisagras articuladas se fijarán a la estructura de la escalera usando remaches estructurales de gran resistencia.

SOLDADURA

La soldadura es un procedimiento por el cual dos o más piezas de metal se unen por aplicación de calor, presión, o una combinación de ambos, con o sin aporte de otro metal, llamado metal de aportación, cuya temperatura de fusión es inferior a la de las piezas que han de soldarse.

REMACHES ESTRUCTURALES

En la construcción de la escalera multifuncional se empleará como elemento de fijación los remaches estructurales de aluminio de alta resistencia, los cuales están diseñado para usarse en aplicaciones estructurales de altas cargas. Debido a sus características de remachado con una expansión adaptable, una misma medida se adapta a diferentes

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espesores logrando un remachado homogéneo, sea cual sea el espesor, y garantiza la sujeción del vástago sobre la cabeza, consiguiendo una gran estanqueidad.

TACOS DE GOMA ANTIDESLIZANTES

Los tacos de goma antideslizantes empleados en la construcción de la escalera multifunción están compuestos de dos (2) materiales de pvc uno más blando que el otro para máxima adherencia al suelo y el otro el más duro para encajar a la extremidad de la escalera

FUNDAMENTACION LEGAL

Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, Gaceta Oficial N.- 36.860. 30-12-1999, establece los siguientes artículos:

Artículo 102. La educación es un derecho humano y un deber social fundamental, es democrática, gratuita y obligatoria. El Estado la asumirá como función indeclinable y de máximo interés en todos sus niveles y modalidades, y como instrumento del conocimiento científico, humanístico y tecnológico al servicio de la sociedad. La educación es un servicio público y está fundamentado en el respeto a todas las corrientes del pensamiento, con la finalidad de desarrollar el potencial creativo de cada ser humano y el pleno ejercicio de su personalidad en una sociedad democrática basada en la valoración ética del trabajo y en la participación activa, consciente y solidaria

35

en los procesos de transformación social consustanciados con los valores de la identidad nacional, y con una visión latinoamericana y universal.

Artículo 103. Toda persona tiene derecho a una educación integral, de calidad, permanente, en igualdad de condiciones y oportunidades, sin más limitaciones que las derivadas de sus aptitudes, vocación y aspiraciones. La educación es obligatoria en todos sus niveles, desde el maternal hasta el nivel medio diversificado. La impartida en las instituciones del Estado es gratuita hasta el pregrado universitario. A tal fin, el Estado realizará una inversión prioritaria, de conformidad con las recomendaciones de la Organización de las Naciones Unidas. El Estado creará y sostendrá instituciones y servicios suficientemente dotados para asegurar el acceso, permanencia y culminación en el sistema educativo.

Artículo 104. La educación estará a cargo de personas de reconocida moralidad y de comprobada idoneidad académica. El Estado estimulará su actualización permanente y les garantizará la estabilidad en el ejercicio de la carrera docente, bien sea pública o privada, atendiendo a esta Constitución y a la ley, en un régimen de trabajo y nivel de vida acorde con su elevada misión. El ingreso, promoción y permanencia en el sistema educativo, serán establecidos por ley y responderá a criterios de evaluación de méritos, sin injerencia partidista o de otra naturaleza no académica.

Analizando los artículos (102; 103; 104) se tiene que la población debe tener una educación digna y segura

con alta competencia laboral

formando profesionales integrales que vayan en función del desarrollo de la

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educación. En este orden de ideas se apoya el desarrollo de tecnología a través de la educación de calidad y obligatoria.

Plan Nacional simón Bolívar Desarrollo Económico y Social de la Nación 2013-2019.

El presente proyecto Socio-Integrador se relaciona con el objetivo N-2. “Continuar construyendo el socialismo bolivariano del siglo XXI en Venezuela, como alternativa al sistema destructivo y salvaje del capitalismo, y con ello asegurar la mayor suma de seguridad social, mayor suma de estabilidad política y la mayor suma de felicidad para nuestro pueblo”.

Ley Orgánica de Ciencia, Tecnología e Innovación

Artículo 1.La presente Ley tiene por objeto desarrollar los principios orientadores que en materia de ciencia, tecnología e innovación y sus aplicaciones, establece la Constitución de la República Bolivariana de Venezuela, organizar el Sistema

Nacional de Ciencia, Tecnología e

Innovación, definir los lineamientos que orientarán las políticas y estrategias para la actividad científica, tecnológica, de innovación y sus aplicaciones, con la implantación de mecanismos institucionales y operativos para la promoción, estímulo y fomento de la investigación científica, la apropiación social del conocimiento y la transferencia e innovación tecnológica, a fin de

37

fomentar la capacidad para la generación, uso y circulación del conocimiento y de impulsar el desarrollo nacional.

Artículo 2. Las actividades científicas, tecnológicas, de innovación y sus aplicaciones son de interés público y de interés general.

Artículo 3.Forman parte del Sistema Nacional de Ciencia Tecnología e Innovación, las instituciones públicas o privadas que generen y desarrollen conocimientos científicos y tecnológicos, como procesos de innovación, y las personas que se dediquen a la planificación, administración, ejecución y aplicación de actividades que posibiliten la vinculación efectiva entre la ciencia, la tecnología y la sociedad. A tal efecto, los sujetos que forman parte del Sistema son:

1. El Ministerio de Ciencia y Tecnología, sus organismos adscritos y las entidades tuteladas por éstos, o aquéllas en las que tengan participación.

2. Las instituciones de educación superior y de formación técnica, academias nacionales, colegios profesionales, sociedades científicas, laboratorios y centros de investigación y desarrollos, tanto públicos como privados.

Artículo 4. De acuerdo con esta Ley, las acciones en materia de ciencia, tecnología, innovación y sus aplicaciones, estarán dirigidas a: Estimular y promover los programas de formación necesarios para el desarrollo científico y tecnológico del país.

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Se puede inferir que con esto se pretende impulsar

el talento

científico, tecnológico Investigativo para la promoción de nuevas tecnologías y así

fortalecerlas,

para ser independientes en

esta área y así seguir

avanzando con el desarrollo del país. Por ende, se vincula con este proyecto socio integrador, y con el objetivo tecnológico y social del mismo.

Ley de Educación Universitaria (2009).

Artículo 3: La presente Ley establece como principios de la educación, la democracia participativa y protagónica, la responsabilidad social,

la

igualdad

entre

todos los

ciudadanos y ciudadanas

sin

discriminaciones de ninguna índole, la formación para la independencia, la libertad y la emancipación, la valoración y defensa de la soberanía, la formación en una cultura para la paz, la justicia social, el respeto a los derechos humanos, la práctica de la equidad y la inclusión; la sustentabilidad del desarrollo, el derecho a la igualdad de género, el fortalecimiento de la identidad nacional, la lealtad a la Patria e integración latino americana y caribeña. Artículo 4: La educación como derecho humano y deber social fundamental orientada al desarrollo del potencial creativo de cada ser humano en condiciones históricamente determinadas, constituye el eje central en la creación, transmisión y reproducción de las diversas manifestaciones

y

representaciones

y

valores

culturales,

características

propias

transformar la realidad.

39

invenciones, para

expresiones,

apreciar,

asumir

y

El Estado asume la educación como proceso esencial para promover, fortalecer y difundir los valores culturales de la venezolanidad. Artículo 6: El Estado, a través de los órganos nacionales con competencia en materia Educativa, ejercerá la rectoría en el Sistema Educativo. En consecuencia garantiza: a. El derecho pleno a una educación integral, permanente, continua y de calidad para todos y todas con equidad de género en igualdad de condiciones y oportunidades, derechos y deberes. b. La gratuidad de la educación en todos los centros e instituciones educativas oficiales hasta el pregrado universitario.

40

DEFINICIÓN DE TÉRMINOS BÁSICOS

Anodizado: Consiste en un proceso electroquímico que crea una capa considerablemente más gruesa de óxido que la que se forma naturalmente. Esto brinda protección contra el desgaste mecánico y la corrosión además de convertir la superficie en aislante eléctrico.

Anti-funicular: Es la geometría que debe adoptar una estructura y que juega con la geometría de las cargas para que no se generen esfuerzos de flexión.

Autonomía: Potestad de ciertos entes territoriales para regirse con órganos y normas propias, en el marco de un Estado mayor.

Descansos, mesetas o rellanos: Los elementos horizontales en que termina cada tramo de una escalera.

La huella o pisa: Es la zona horizontal del escalón o peldaño en donde se asienta el pie.

Peldaños o escalones: Los elementos de un tramo que sirven para apoyar el pie.

PVC: El PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de vinilo a policloruro de vinilo. Tiene una muy buena resistencia eléctrica y a la llama.

Zancas: Las vigas inclinadas que sirven de apoyo a los peldaños.

41

FASE IV MARCO METODOLÓGICO

Comprende cada uno de los componentes metodológicos que han sido seleccionados para cumplir con los objetivos de la investigación, los cuales deben estar sustentados por autores especialista en metodología. Y a su vez, responde el “cómo” se realizará el proyecto para responder en sí al problema planteado. Es por ello, que se abarca el diseño, tipo de investigación, nivel de la investigación, población y muestra, técnicas e instrumentos de recolección de datos, entre otros.

TIPO DE INVESTIGACIÓN

La presente investigación es de tipo proyecto factible ya que consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de una propuesta de acción para resolver un problema práctico o satisfacer una necesidad. Es indispensable que dicha propuesta se acompañe de una investigación, que demuestre su factibilidad o posibilidad de realización, para solucionar problemas, requerimientos, necesidades de organizaciones o grupos sociales que pueden referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos, o procesos.

Es por esto que la propuesta de diseño de una escalera multifuncional es de tipo factible, ya que ayudara al personal obrero al momento de realizar sus labores de trabajo debido a que será una escalera ergonómica con

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facilidad de manipulación en la que podrá adoptar distintas posiciones permitiendo que se realicen los trabajos con mayor facilidad y destreza.

43

DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN Según Arias, F. (2006) el diseño de investigación “es la estrategia general que adopta el investigador para responder al problema planteado”. (p.26). Esta estrategia que adopta el investigador está definida por el origen De los datos (primarios o secundarios) y por la manipulación o no de las condiciones en las cuales se desarrolla la investigación.

Por la manera como se obtiene la información para esta investigación se considera entonces que el diseño de la misma es de fuente mixta, porque por un lado se emplea la investigación de campo, la cual Arias, F. (2006) define como: “…aquella que consiste en la recolección de datos directamente de los sujetos investigados, o de la realidad donde ocurren los hechos sin manipular o controlar variable alguna.” (p.31); y por el otro una investigación documental, la cual el autor define de la siguiente manera “es un proceso basado en la búsqueda, recuperación, análisis, crítica e interpretación de datos secundarios.” (p.27).

La información necesaria sobre el diseño de la escalera multifuncional se obtuvo mediante la recopilación y análisis de documentos digitales, como de la zona en estudio, a través de la aplicación de la observación directa y entrevistas.

POBLACIÓN Y MUESTRA

POBLACIÓN

En este trabajo se tomó en cuenta el concepto según Tamayo y Tamayo, (1997), “la población se define como la totalidad del fenómeno a

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estudiar donde las unidades de población posee una característica común la cual se estudia y da origen a los datos de la investigación”,

De la cual se seleccionó un conjunto de unidades como población, los diferentes tipos de escaleras, estas van desde las transportables o ligeras, hasta las fijas.

MUESTRA La muestra según Hurtado (2000), se define como “una porción de la población que se toma para realizar el estudio, la cual se considera representativa (de la población)”. Se toma como muestra, las escaleras transportable, o ligeras ya que aplicándole otros elementos de diseños constructivos se puede conseguir una fusión de todas ellas así logrando el diseño de una escalera multifuncional.

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

Para Sabino, C. (2002) las técnicas e instrumentos de recolección de datos “son cualquier recurso de que se vale el investigador para acercarse a los fenómenos y extraer de ellos información.” (p.99). Las técnicas e instrumentos de recolección de datos son las distintas formas o maneras empleadas por el investigador de obtener la información necesaria para el desarrollo de su investigación. Por lo antes dicho, en el presente estudio se utilizan algunas técnicas e instrumentos con la finalidad de extraer toda la información requerida acerca del fenómeno en estudio. Estas técnicas son las siguientes:

45

Revisión Documental Según Tamayo y Tamayo, M. (1992) la revisión documental “es el fundamento teórico de la investigación y permite conocer a nivel documental las investigaciones realizadas con el problema planteado”. (p.105). Empleando el ordenador como instrumento se pudo acceder a la red de internet y recopilar información de documentos digitales que fueron guardados en dispositivos de almacenamiento y sirvieron de apoyo para la elaboración de esta investigación.

Esta técnica permitió la recopilación de la información requerida, para conocer y establecer las bases teóricas relacionadas con el diseño de una escalera multifuncional, antecedentes, entre otros aspectos involucrados con el tema de estudio.

Entrevista Arias, F. (2006), expresa que la entrevista “es una técnica basada en un dialogo o conversación “cara a cara” entre el entrevistador y el entrevistado acerca de un tema previamente determinado, de tal manera que el entrevistador pueda obtener la información requerida”. (p.73). A través de la entrevista el investigador se entera de las metas, sentimientos, opiniones y procedimientos informales de quienes toman las decisiones en una organización.

TÉCNICAS DE ANÁLISIS DE DATOS

Luego de recopilados los datos que se obtuvieron como resultado de las diferentes técnicas aplicadas es necesario analizarlos de forma clara, para así poder determinar cuáles son los requerimientos y

46

necesidades en general. Se empleó el análisis cualitativo que según Sabino, Sampieri, Fernández y Baptista (2003), se define como: “un método que busca obtener información de sujetos, comunidades, contextos, variables o situaciones en profundidad, asumiendo una postura reflexiva y evitando a toda costa no involucrar sus creencias o experiencias”. (p.p 451,452). En

la

presente

investigación

se

realizaron

una

serie

de

interpretaciones y deducciones, debido a que la mayor parte de información obtenida es de tipo verbal, la cual contribuyó con el desarrollo de la escalera multifuncional para el personal obrero de la UPTJAA.

PLANIFICACIÓN INTEGRAL DE OBJETIVO (PIO)

Tabla 4.Planificacion integral de los objetivos Objetivo General: Diseñar una escalera multifuncional para uso del personal obrero en la universidad politécnica territorial José Antonio Anzoátegui sede el tigre estado Anzoátegui Objetivos Específicos 1)Realizar un estudio exhaustivo de los materiales más idóneos para el funcionamiento de la escalera multifuncional

2) Desarrollar los cálculos del diseño de la escalera para conocer las dimensiones y funcionamiento de esta.

Metodologías

Matriz morfológica

2- Revisar catálogo de proveedores reconocidos de los materiales precisados. 1- Determinar las forma de la estructura de la escalera y de sus funciones. Cálculos. 2- Utilizar las ecuaciones físicas mecánicas con los datos propios de la escalera.

3) identificar los procesos metalmecánicos más adecuados para su construcción.

Recopilación documental.

4)Elaborar una presentación físico-espacial o prototipo funcional de la escalera

Trabajo de taller

Fuentes:

Actividades 1- Hacer una evaluación cuantitativa de los distintos tipos de materiales para la construcción de la escalera multifuncional.

Productos Tener una idea clara del abanico de posibilidades que se poseen a la mano para escoger, pero al mismo tiempo noción lucida de los componentes más adecuados.

Para determinar valores como peso, resistencia, longitud entre otras.

1-Investigación y Conocer el proceso de reconocimiento de las fabricación que permita el distintas modalidades y mayor éxito al proceso del procesos para la diseño, así como también construcción de la escalera brindar valiosa multifuncional. información. 1-Fabricar un prototipo a Obtener un prototipo que escala para la demostración cumpla con los requisitos de la escalera mínimos requeridos para su funcionalidad.

los

autores

47

(2017)

FASE V

DESARROLLO INTEGRAL DE OBJETIVOS

PROCEDIMIENTO PARA CONSTRUCCIÓN Y UNIÓN DE LAS PIEZAS El procedimiento para la construcción de la escalera multifuncional consiste en la unión de 4 (cuatro) tramos compuestos de 4 (cuatro) escalones cada uno respectivamente. Los tramos se unen por medio de bisagras regulables de chapas estampadas y resortes de acero llamadas bisagras articuladas, sostenidas por remaches estructurales de gran resistencia, fabricados en aluminio 6063, contando así con 16 (dieciséis) escalones ranurados y antideslizantes en toda la escalera. En sus extremidades se colocarán 4 (cuatro) bases transversales con recubrimientos de goma antideslizantes fabricadas con PVC.

ASPECTO TÉCNICO La escalera multifuncional tendrá las siguientes dimensiones:



Distancia entre escalones 28 cm, cada uno con un ancho de 37,5 cm.



La escalera extendida totalmente alcanzará los 420 cm.



En posición de tijera 154 cm de ancho por 180 cm de alto.

48



En posición de andamio 293,2 cm de ancho por 85 cm de alto y cerrada medirá 98 cm de alto.

49

COMPONENTES INVOLUCRADOS EN EL DISEÑO

Cuadro 5. Componentes involucrados en el diseño Piezas

1

pilares (Columnas)

2

peldaño (Vigas )

3

Base (vigas)

4

Material

Aluminio 6063 ( 1̛̛̛½× 1̛̛̛½ ) Aluminio 6063 ( 1̛̛̛½× 1̛̛̛½ )

medidas

N de piezas

Peso 𝒌𝒈⁄𝒎𝒕𝒔

Peso total

420 Cm

2

0.624

5.242

37,5 Cm

16

0.624

3.744

0.624

0,786

Aluminio 6063 ( 1̛̛̛½× 1̛̛̛½ )

63 Cm

Bisagras Articuladas (rotula)

acero

8 Cm

Zapatas

PVC

6 Cm

4

0.250

1,000

acero

5 Cm

24

0.020

0,480

2

6

4,200 0.700

5

6

Remaches

Peso total de la escalera = 15,392 kg

Fuente: Los Autores (2017)

Cálculos de la base de la escalera Calculo para conseguir la carga puntual: 882,9 N

882,9 N

180 Kg×9,81𝒎⁄𝒔 𝟐 = =

12,75 cm

37,5 cm

12,75 cm

1765,8 N

Reacciones:

63 cm

1

D.C.L

+

∑Fy=0

RA – 882,9N – 882,9 N + RB = 0

A

B

C

RA

D

RA + RB = 1765,8 N

RB

2 ∑MA + = 0 12,75 × 882,9 + 882,9 × 50,25 - RB × 63 = 0

V (N) 882,9

11256,975 + 44365,725

882,9

– 63 RB = 0

0

55622,7 – 630 RB = 0

0 -882,9

𝑹𝑩 =

= 882,9 N

-882,9

M (N. cm) 11256,975

𝟓𝟓𝟔𝟐𝟐,𝟕 𝟔𝟑

Sustituyendo en 1 a 2

11256,975 RA + 882,9 = 1765,8 RA = 1765,8- 882,9 RA = 882,9 N

CORTANTES: V-A = 0 VA = 882,9 N VB =

882,9 - 882,9 = 0

VC =

0 - 882,9 = - 882,9 N

VD =

- 882,9 + 882,9 = 0

MOMENTO FLECTOR: MA = 0 MB = (882, 9) ×(12,75) = 11256,975 N. cm MC = (882, 9) × (50,25) - (882, 9) × (37,5) = 11256,975 N. cm MD = (882, 9) × (63)-(882, 9) × (50,25) - (882, 9) × (12,75) = 0

Cálculos del escalón de la escalera Reacciones: 882,9 N

1

882,9 N

+

12,5 cm

12,5 cm

∑Fy=0

RA – 882,9N – 882,9 N + RB = 0

12,5 cm

RA + RB = 1765,8 N

37,5 cm

2 ∑MA + = 0

D.C.L A

B

12,5 × 882,9 + 882,9 × 25

C

RA

D

- RB × 37,5 = 0

RB

11036,25 + 22072,5 – 37,5 RB = 0 33108,75 – 630 RB = 0 𝑹𝑩 =

V (N) 882,9

𝟑𝟑𝟏𝟎𝟖,𝟕𝟓 𝟑𝟕,𝟓

= 882,9 N

882,9 Sustituyendo en 1 a 2

0 0

RA + 882,9 = 1765,8

-882,9

-882,9 RA = 1765,8- 882,9

M (N. cm) 11036,25

RA = 882,9 N

11036,25

CORTANTES: V-A = 0 VA = 882,9 N VB =

882,9 - 882,9 = 0

VC =

0 - 882,9 = - 882,9 N

VD =

- 882,9 + 882,9 = 0

MOMENTO FLECTOR: MA = 0 MB = (882, 9) ×(12,5) = 11036,25 N. cm MC = (882, 9) × (25) - (882, 9) × (12,5) = 11036,25 N. cm MD = (882, 9) × (37,5)-(882, 9) × (25) - (882, 9) × (12,5) = 0

Cálculos para la soldadura del escalón de la escalera

1765,8 N

Reacciones:

MA

T

1 +

18,75 cm

∑Fy=0

RA = 1765,8 N

2

D.C.L

Momentointerno

1765,8 N MA +

T

∑MA + = 0 MA –1765,8 N ×18,75 cm = 0

RA

MA = 33108,75 𝑵⁄𝒄𝒎

V ( N) 3

1765,8 N1765,8 N T= F×D T = 1765,8N × 18,75 cm

00

T = 33108,75𝑵⁄𝒄𝒎

M (𝑵⁄𝒄𝒎) 33108,75 𝑵⁄𝒄𝒎

0

0

CORTANTES: V-A = 0 VA = 1765,8 N V = 1765,8 - 1765,8 = 0 MOMENTO FLECTOR: MA = 0 MA = (1765,8) ×(187,5) =33108,75 N. mm

Nota: Nosotros seleccionamos para la construcción de la escalera multifuncional, tubulares cuadrados de aluminio 6063 de 1 ½× 1 ½ para los siguientes cálculos de soldadura que veremos a continuación.

Soldadura: Factores de geometría para análisis de soldadura: 1. Dimensiones de la soldadura

Aw = 2b + 2d

b

Aw = 2 (3,81) + 2 (3,81) Aw = (7,62) + (7,62) = 15,24 cm Aw = 15,24 cm

d

xx

1. Flexión de la soldadura : Soldar todo alrededor 𝒅𝟐

Zw =bd +

a

𝟑

Zw = (3,81) × (3,81) + Zw = (3,81) × (3,81) + Zw =𝟏𝟒, 𝟓𝟏𝟔𝟏 +

(𝟑,𝟖𝟏 ) 𝟐 𝟑

=

(𝟏𝟒,𝟓𝟏𝟔𝟏) 𝟐 𝟑

𝟏𝟒,𝟓𝟏𝟔𝟏 𝟑

p

=

=

Zw =𝟏𝟒, 𝟓𝟏𝟔𝟏 + 4,8387 = Zw = 19,3548 cm

2. Torsion :

( 𝒃 + 𝒅 )𝟑

Jw =

𝟔

=

P

(𝟑,𝟖𝟏 + 𝟑,𝟖𝟏)𝟑

Jw =

𝟔

(𝟕,𝟔𝟐)𝟑

Jw = Jw =

𝟔

=

=

a

𝟒𝟒𝟐,𝟒𝟓𝟎𝟕𝟐𝟖 𝟔

= 73,741788

Jw= 73,741788cm

P

Para determinar el tamaño de la soldadura que se necesita. En seguida se resumen las relaciones q se utilizan: Fórmulas para fuerza por pulgada de soldadura

Tipo de carga

Corte vertical directo

f = 𝑽⁄𝑨𝒘 f= 𝑴⁄𝒁𝒘

Flexión

f= 𝑻𝒄⁄𝑱𝒘

Torsión

Corte vertical directo:

f = 𝑽⁄𝑨𝒘 f=

𝟏𝟕𝟔𝟓,𝟖𝐍

𝟏𝟓,𝟐𝟒

= 115,8661417𝑵⁄𝒄𝒎

f = 115,8661417 𝑵⁄𝒄𝒎

Flexión: f= 𝑴⁄𝒁𝒘

f=

𝟑𝟑𝟏𝟎𝟖,𝟕𝟓𝑵⁄𝒄𝒎

𝟏𝟗,𝟑𝟓𝟒𝟖 𝐜𝐦

= 1710,622171N

f= 1710,622171 N

Torsión: f= 𝑻𝒄⁄𝑱𝒘 f=

𝟑𝟑𝟏𝟎𝟖,𝟕𝟓𝑵⁄𝒄𝒎

𝟕𝟑,𝟕𝟒𝟏𝟕𝟖𝟖 𝐜𝐦

= 448,9821972N

f= 448,9821972 N

Electrodo: AW- 2201

E – 4043

Resistencia a la tensión: 95 MPa (14000) PSI Medidas: Milímetro

pulg

Amperes

3.2 mm x 356 mm𝟏⁄𝟖“ x 14 “ 4.0 mm x 356 mm

𝟓⁄ “ x 14 “ 𝟑𝟐

70 - 100 90 - 125

Calculo de soldadura del tubo pilar con la base de la escalera

882,9 N

882,9N

Nota : como medida de seguridad para la soldadura sumamos las dos cargas que soportan cada tubo pilar para calcular la Tensión directo o compresión

Soldadura: Factores de geometría para análisis de soldadura : 1. Dimensiones de la soldadura

Aw = 2b + 2d

b

Aw = 2 (3,81) + 2 (3,81) Aw = (7,62) + (7,62) = 15,24

d

x

Aw = 15,24 cm

Para determinar el tamaño de la soldadura que se necesita. En seguida se resume la relación q se utiliza:

x

Tipo de carga

Tensión directo o Compresión

Fórmulas para fuerza por pulgada de soldadura

f = 𝑷⁄𝑨𝒘

Tensión directo o compresión :

f = 𝑷⁄𝑨𝒘 f=

𝟏𝟕𝟔𝟓,𝟖

𝟏𝟓,𝟐𝟒

=115,8661417𝑵⁄𝒄𝒎

f = 115,8661417 𝑵⁄𝒄𝒎

Escalera de forma horizontal (TIPO ANDAMIO)

1765,8 N Reacciones: 1

112 cm

+

224 cm

∑Fy=0

RA – 1765,8 N + RB = 0

D.C.L

RA + RB = 1765,8 N 2 ∑MA + = 0

RA

112× 1765,8 - RB × 224 = 0

RB

197769,6 – 2240 RB = 0

V (N) 882,9N882,9 N

𝑹𝑩 =

𝟏𝟗𝟕𝟕𝟔𝟗,𝟔 𝟐𝟐𝟒

= 882,9 N

00 Sustituyendo en 1 a RA + 882,9 = 1765,8

-882,9N- 882,9N

RA = 1765,8- 882,9 RA = 882,9 N

M (N. cm)197769,6 N. cm

0 CORTANTES: V-A = 0 VA = 882,9 N

0

2

VB =

882,9 - 882,9 = 0

VC =

0 - 882,9 = - 882,9 N

VD =

- 882,9 + 882,9 = 0

MOMENTO FLECTOR: MA = 0 MB = (1765,8) ×(112) =197769,6N. cm MC = (1765,8) × (112)-(882, 9) ×(224)= 0

CONCLUSIONES

Una vez diseñada la escalera multifuncional para el uso del personal obrero de la Universidad Politécnica territorial José Antonio Anzoátegui, se alcanzó la concientización de la importancia que es para el personal obrero contar con herramientas necesarias y suficientes para el desarrollo de sus funciones. Ejecutados todas lo objetivos se obtuvieron las siguientes conclusiones:

1) Como resultado de los estudios de los materiales se selecciono como opción idónea por sus características mecánicas el aluminio 6063.

2) El desarrollo de los cálculos del diseño de la escalera nos permitió conocer las limitaciones y funcionamiento de la escalera, de acuerdo a las determinaciones del peso, la resistencia y cargas máximas que va a soportar de acuerdo a sus posiciones.

3) De las multiples formas que existen para construir, se considera que el preceso mas adecuado para la construcción de este proyecto es la soldadura.

4) la simulación nos da una idea más clara del diseño idóneo de la escalera sin embargo la realización de un prototipo funcional fue esencial

para

comprender

específicamente

limitaciones y alcances.

RECOMENDACIONES

su

funcionamiento,

1. Debido a la falta de recursos tecnológicos debe realizarse un plan de desarrollo que financie este tipo de proyectos con el fin de apoyar la inventiva y creatividad de los futuros ingenieros.. 2. Es necesaria la puesta en practica de una mesa de trabajo que permita integrar proyectos factibles al presupuesto de la institución para su realización.

3. El plan de mantenimiento preventivo es de vital importancia para evitar el deterioro a corto plazo y largo plazo y evitar daño catastrófico.

4. Proporcionar adecuadamente a los nuevos empleados la información referida a las ventajas de la escalera multifuncional para incentivar el uso y construcción de la misma.

5. Introducir a los estudiantes en el conocimiento de esta nueva invención para que el pensamiento creativo se multiplique en la búsqueda de ingeniosas soluciones a problemas cotidianos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Ancajima, R. Arroyo, L. Villanueva, G (2013). Escaleras Metálicas. Trabajo de Grado presentado en la Universidad San Pedro de Sula. Facultad de Ingeniería. Escuela Profesional de Arquitectura y Urbanismo. Honduras.

Arias, F. (2006). El Proyecto de Investigación. (4taEdición). Caracas, Venezuela: Episteme.

Astudillo, C. (2014). Manual de Proyecto Socio Integrador y Socio Tecnológico de los Programas Nacionales de Formación en el Instituto Universitario de Tecnología José Antonio Anzoátegui.

Casal, V. (2004). Biblioteca de detalles típicos de construcción en formato digital, compatibles con el sistema autocad. Trabajo de grado presentado en la Universidad Central de Venezuela. Caracas.

Hurtado, J. (2000). Metodología de la Investigación Holística. (3era Edición). Caracas, Venezuela: Fundación SYPAL.

Peña, V. (2013). Especificaciones técnicas construcción escalera metálica de acceso al pozo de ventilación de la Mina Larimar. Comunidad Las Filipinas, Municipio Paraiso, Provincia Barahona. Perú.

Sabino, C. (2002). El Proceso de la Investigación Científica.(2da Edición). México:Limusa.

Sabino, C. Sampieri, R. Fernández, C. Batista, P. (2003). Metodología de la Investigación. (2da Edición). México: McGraw-Hill.

Tamayo y Tamayo, M. (1992). El Proceso de la Investigación Científica. Caracas: Limusa.

https://ar.answers.yahoo.com/question/index?qid=200905050. 2015, Enero 30, 05:10 pm.

http://www.wordreference.com/definicion/autonom%C3%ADa. 2015, Enero 30, 05:15 pm.

https://prezi.com/jxk_wowtj4lq/escaleras-metalicas-final/. 2015, Enero 30, 05:55 pm.

http://www.alacermas.com/img/galeria/files/aluminio/chapa_6063_aluminio.pd f. 2015, Febrero 02, 05:55

http://www.eleveescaleras.com.ar/historia-escaleras.htm

ANEXOS