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Puente levadizo

Pablo Aguirre, Jonathan Quiroz, Cristian Ipiales, Anthony Valdiviezo, Andres Pinto Julio 2019. Universidad Politécnica Salesiana. Ingeniería Mecatrónica. Proyecto integrador.

ii Resumen

Los puentes levadizos Surgieron de la necesidad del hombre comerciante, necesitaba un puente con doble función, uno, era facilitar el paso de embarcaciones por un río, y dos, permitir que se pudiera transitar por terrenalmente, sin necesidad de que el puente sea demasiado alto, para que un barco pueda pasar por debajo de él. Sino gracias al ingenio humano se pudo lograr un puente dividido por el centro para que cuando alguien necesite pasar sobre él, el puente este unido; pero, cuando un barco necesitara pasar por debajo de él, el puente se separara del centro para permitir el paso del barco y volver a quedar unido.

Abstract

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The drawbridges arose from the need of the merchant man, he needed a bridge with double function, one, was to facilitate the passage of boats by a river, and two, to allow it to be traveled by terrestrially, without the need for the bridge to be too high, so that a ship can pass under it. But thanks to human ingenuity, a bridge divided by the center could be achieved so that when someone needs to pass over it, the bridge is joined; but, when a ship needs to pass under it, the bridge will separate from the center to allow the ship to pass and be united again.

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PAGINAS PRELIMINARES INDICE DE CONTENIDOS Portada………………………………………………………………………………….

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Resumen………………………………………………………………………………..

II

Abstract…………………………………………………………………………...……. III

CAPITULO I “El Problema” Planteamiento del problema…………………………………………………….……… 1 Objetivos……………………………………………………………………….………. 2

CAPITULO II “Marco Teórico”

Historia de los puentes levadizos……………………………………………………..… 3 Historia del puente levadizo antiguo………………………………………………….... 3 Historia del puente levadizo moderno………………………………………………..… 3

Capítulo III Tipos de puentes levadizos…………………………………………………………….... 4 Puentes levadizos…………………………………………………………………...….... 4 Puentes basculantes…………………………………………………………………….... 5 Puentes plegables………………………………………………………………....……... 5 Puentes giratorios………………………………………………………………………... 6 Puentes rodantes…………………………………………………………………………. 7 Puentes de elevación vertical……………………………………………………………. 8

Capitulo IV “Análisis” Funcionamiento…………………………………………………………………………… 9 Base……………………………………………………………………………………….. 10 Operadores de movilidad y control de sensores ……………………………………….…. 11

Capítulo V “Conclusiones y recomendaciones”

Conclusiones………………………………………………………………………………. 13 Recomendaciones…………………………………………………………………………. 12 Bibliografías Anexos

Lista de tabla Tabla 1. El titulo debe ser breve y descriptivo……………………………………………... 12

Indice de figuras Figura 1 Puente de la edad media………………………………………………………….... 4 Figura 2 Puente de Erasmus……………………………………………………………….... 5 Figura 3 Puente Hörnbrücke………………………………………………………………… 6 Figura 4 Puentes de Oscilación…………………………………………………………...…. 7 Figura 5 Puente enrollante…………………………………………………………….…….. 7 Figura 6 Puente elevadizo vertical………………………………………………………..…. 8 Figura 7 Poleas……………………………………………………………………………..... 9 Figura 8 Base…………………………………………………………………………………10

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1 CapítuloI

PLANTEAMINETO DEL PROBLEMA Uno de los mas grandes problemas de la humanidad fueron los ríos, este problema se convirtió en una necesidad de poder cruzar para poder progresar y encontrar nuvas formas de subsistir. En el año 13.000 A.C, Utilizaban como material principal la madera con la cual elaboraban sus viviendas para luego cubrirlas con pieles de animales. En el año 8.000 A.C, utilizaban la madera y la piedra para construir puentes como necesidad de cruzar los ríos, pero, estas estructuras eran muy débiles que con una lluvia fuerte podrían llegar a caerse, después de varios intentos y varias generaciones, el hombre logra conseguir un conocimiento avanzado sobre las estructuras. En los tiempos actuales a partir de estos nos surgen las preguntas ¿cómo y para qué surgieron los puentes levadizos? ¿cómo funcionan?, a partir de estas se basa este proyecto, el cual servirá para aclarar dudas en forma teórica y practica sobre el funcionamiento de un puente levadizo. Descripción de un puente levadizo Hay varios tipos de puentes levadizos. Los puentes de una hoja se abren y se levantan en un lado de un canal de agua. Los puentes de doble hoja se abren a la mitad y ascienden a ambos lados de la vía acuática. Algunos puentes se levantan verticalmente, al igual que un ascensor o se retraen en sí mismos.

2 Objetivos  Demostrar practica y teóricamente cómo funciona un puente levadizo.  Elaborar pequeña estructura que demuestre los movimientos de elevación de un puente.  Investigar los movimientos que pueda realizar un puente elevadizo.  Dar a conocer la función de los puentes levadizos.  Explicar la razón de la existencia de estos puentes.

3 CapítuloII Historia de los puentes levadizos Los puentes levadizos han evolucionado a lo largo de los siglos desde las defensas de un castillo hasta formas convenientes de permitir que los grandes buques pasen a través de un canal, a menudo urbanizado. Los materiales utilizados y la mecanización de éstos han cambiado con los años también. Historia del puente levadizo antiguo Aunque hay pruebas de puentes levadizos utilizados por los antiguos egipcios hace 4.000 años, no fueron comunes sino hasta la Edad Media en Europa. Éstos fueron llamados puentes basculantes, utilizaban la configuración de una sola hoja y se extendían por los fosos del castillo de Norman y Plantagenet. Leonardo da Vinci planificó y diseñó muchos puentes levadizos a finales del siglo XV. Historia del puente levadizo moderno. Los puentes levadizos modernos se desarrollaron en la mitad del siglo XIX debido a los avances en la producción del acero. La durabilidad del acero permitió que estos puentes fueran más grandes y más altos por encima del agua. Muchos de los puentes levadizos en los Estados Unidos fueron construidos a principios del siglo XX. A medida que la tecnología ha avanzado, la hidráulica ha comenzado a reemplazar los engranajes como los mecanismos de movimiento.

4 Capítulo III Tipos de puentes levadizos Un puente móvil es una estructura con la capacidad de moverse, normalmente con la finalidad de abrir el paso al tráfico de embarcaciones sobre su localización, generando así una serie de ventajas económicas en el proyecto derivadas del ahorro en el coste de muelles y material gracias a la construcción en un plano más bajo del que requeriría para permitir el tráfico marítimo o fluvial si no se tratase de una estructura móvil. En función de sus mecanismos de apertura y de las secciones de la estructura dotadas de movilidad, los puentes y pasarelas móviles se clasifican en los siguientes tipos. Puentes levadizos Se trata de los primeros tipos de puentes móviles que se emplearon en la historia. Surgieron en la Edad Media y se colocaban para asegurar la entrada a una ciudad o fortaleza, permitiendo un acceso selectivo. Los puentes levadizos consistían en una estructura rígida, normalmente de madera que se elevaba y bajaba mediante el uso de cadenas o cuerdas acopladas a un sistema de rodillos rotativos y contaban con la ventaja de que permitían un rápido despliegue de la estructura, para entradas o salidas rápidas en el caso de que fuese necesario.

Figura 1: Puente de la edad media

5 Puentes basculantes Estos puentes constituyen la evolución lógica de los puentes levadizos. Los puentes basculantes se componen de 1 ó 2 secciones (normalmente 2) que se abren en dirección perpendicular al plano del tablero, rotando sobre el punto de unión con el resto de la estructura fija, gracias a la ayuda de contrapesos situados bajo la plataforma. James Meadow Rendel construyó el primer ejemplo de puente basculante en 1831 en el estuario de Kingsbridge, en Inglaterra. En la actualidad, se trata de una de las tipologías de puentes móviles más extendidas, como ejemplos encontramos el Puente de Erasmus, en Rotterdam y el archiconocido Tower Bridge, en Londres.

Figura 2: Puente de Erasmus Puentes plegables El puente plegable es una tipología en la que el tablero se halla dividido en varias estructuras rígidas conectadas mediante uniones con capacidad de rotación. La maniobra de apertura al tráfico de un puente de este tipo consiste en recogerse sobre una orilla, mediante maniobras de pliegues sucesivos, adquiriendo en al recogerse una forma similar a una letra M.

6 Como ejemplo encontramos el Hörnbrücke, en Kiel (Alemania).

Figura 3: Puente Hörnbrücke Puentes giratorios Los puentes giratorios, también denominados puentes de oscilación son aquellos en los que una o varias de las divisiones rígidas del tablero rotan sobre un eje central, generalmente una pila, en dirección perpendicular a su posición usual pero manteniéndose en el mismo plano horizontal, permitiendo el tráfico marítimo a ambos lados de este. Como ejemplos de esta tipología, encontramos el Puente de la Mujer, en Buenos Aires (obra de Santiago Calatrava); el Puente Government sobre el río Mississippi, o el Puente en Memoria a George Coleman, en Virginia (EEUU) que cuenta con dos secciones móviles giratorias. Este último es, además, el puente móvil más largo del mundo, con una longitud total de 3.750 metros.

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Figura 4: Puentes de Oscilación

Puentes rodantes Un puente rodante o puente enrollante es aquel cuya maniobra de apertura al tráfico consiste en enrollarse sobre sí mismo, en movimiento similar a una oruga. El único ejemplo de esta tipología es la pasarela Rolling Bridge, en Reino Unido.

Figura 5: Puente enrollante

8 Puentes de elevación vertical Los puentes de desplazamiento vertical son tableros simplemente apoyados, cuyos apoyos se pueden mover verticalmente para elevarlos a la cota que requiere el gálibo de navegación

Figura 6: Puente elevadizo vertical

9 Capítulo IV Funcionamiento

Nuestro puente tiene un mecanismo guiado por un Arduino a través de programación. Se mueve por la acción de los motores. En el puente hay cuatro poleas, de las cuerdas que tienen como principio los extremos de las carreteras. Desde los dichos extremos sale una cuerda, la cual cambia de dirección con la ayuda de Poleas En cada torre hay dos poleas, las poleas situadas en la parte superior de cada torre reciben las cuerdas en sentido horizontal y le da un cambio de 90º, dirigiéndolo a la base. En resumen, hemos utilizado motores y poleas que nos han permitido el movimiento de la carretera.

Figura 7: Poleas La carretera o base va unida a las torres con un perno, el cual hace de eje para el movimiento de esta Torre Nuestras torres están formadas por unas estructuras solidas hechas impresión 3d, que tienen como objeto de combinar el trabajo de las poleas y las bases oscilatorias para soportar las

10 cargas y transmitirlas a los apoyos. Se puede decir que sus elementos realizan un buen trabajo en equipo. Estos esfuerzos individuales equilibran las cargas externas impidiendo que el conjunto de la estructura se desplace, se destruya o se deforme. Para la realización de las torres hemos tenido en cuenta el centro de gravedad de la estructura, la resistencia a compresión, tracción, flexión, cortadura y torsión. Las torres están unidas al suelo mediante pernos. Base Las bases al igual que las torres están impresas en impresora 3d colocados en sus lados, está unida a las dos torres con la intención de que sea más fácil su elevación, y en el otro extremo está sujeta a las otras dos torres, y realizando la función de tope. En la otra torre está agarrado, por unos hilos, pero estos la sujetan en su punto central, ya que si fuera en la parte de adelante no podría subir con tanta facilidad y el mecanismo que en este caso es por polea no tendría seguridad, ya que tendrían que estirarse mucho los hilos por lo que podrían romperse.

Figura 8: Base

11 Operadores de movilidad y control de sensores En esta sección para controlar el movimiento del puente utilizamos una placa ardunio para controlar los motores y proporcionar datos a base de un código de programación el cual nos permite hacer las acciones de movimiento y controlar los sensores cuando detecta un objeto con el cual se encarga de subir o bajar el puente dependiendo de la situación.

Figura 8: operadores

12 CapítuloV Resultados y conclusiones. Tabla 1. El título debe ser breve y descriptivo. Column One

Column Two

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13 CONCLUSIONES 

El puente levadizo fue construido por el hombre para cubrir varias necesidades y funciones de su vida medieval y hasta la actualidad.



El puente levadizo tiene dos funciones principales, cruzar por él, y al elevarse que puedan pasar los barcos por debajo del mismo.



El movimiento del puente se basa en poleas simples, sobre un balso redondo, los cuales permiten elevar el puente 90º, para luego volverse a unir.

14 Lista de referencias Andrews, S. Fastqc, (2010). A quality control tool for high throughput sequence data. Augen, J. (2004). Bioinformatics in the post-genomic era: Genome, transcriptome, proteome, and information-based medicine. Addison-Wesley Professional. Blankenberg, D., Kuster, G. V., Coraor, N., Ananda, G., Lazarus, R., Mangan, M., ... & Taylor, J. (2010). Galaxy: a web‐based genome analysis tool for experimentalists. Current protocols in molecular biology, 19-10. Bolger, A., & Giorgi, F. Trimmomatic: A Flexible Read Trimming Tool for Illumina NGS Data. URL http://www. usadellab. org/cms/index. php. Giardine, B., Riemer, C., Hardison, R. C., Burhans, R., Elnitski, L., Shah, P., ... & Nekrutenko, A. (2005). Galaxy: a platform for interactive large-scale genome analysis. Genome research, 15(10), 1451-1455. Tierra sobre el agua. Visión histórica universal de los puentes, Fernández Troyano, L., Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, Madrid, 1999.

15 Anexos Las tablas y figuras pueden ir en el apéndice como se mencionó anteriormente. También es posible usar el apéndice para incluir datos en bruto, instrumentos de investigación y material adicional.