Factor de Seguridad y Cálculo de Diseño en Ingeniería

Factor de Seguridad y Cálculo de Diseño

Existe un compromiso entre el costo y la resistencia. Para cualquier tipo de diseño, se debe tener un buen conocimiento del material, los costos, la metodología de cálculo y la carga máxima a la que se someterá la pieza.

Concepto de Factor de Seguridad

Para eliminar la desigualdad entre la resistencia y el esfuerzo en un diseño, se utiliza el concepto de "Factor de Seguridad", que es un coeficiente del cálculo o factor de incertidumbre. Este factor se define como:

N = Carga que produce la falla

Carga Máxima aplicada

N es el factor de seguridad, que se calcula para evitar las fallas de carga máxima que se aplicarán a un material. El factor de seguridad y el factor de diseño deben ser siempre mayores que 1.

Criterios para Determinar el Factor de Seguridad

1. Incertidumbre

En general, existen incertidumbres en todas las variables del diseño, algunas de ellas son:

• Cargas aplicadas
• Tipo y características de la carga
• Cargas inesperadas
• Valores de resistencia de los materiales
• Propiedades seccionales (cortes)
• Método de cálculo

El diseño se realiza en base a las cargas máximas, trabajando con las condiciones más críticas. Sin embargo, siempre existe un factor de incertidumbre. Por lo tanto, como regla general, cuanto mayor sea la incertidumbre, mayor debe ser el factor de seguridad.

2. Tipo de Seguridad (Dúctil o Frágil)

Un material dúctil sometido a una carga de impacto tiende a amortiguar dicha carga al deformarse plásticamente, mientras que un material frágil, que no tiene deformación significativa, se opondrá mucho más al impacto.

3. Criterio de Falla

La ruptura de una pieza es normalmente más crítica que la deformación permanente.

4. Importancia del Elemento y Riesgos de Pérdidas de Vidas Humanas

La importancia de un elemento puede determinarse mediante preguntas como:

• ¿Qué consecuencias produce la falla del elemento?
• ¿La falla genera pérdidas de vidas humanas?
• ¿La falla genera pérdidas de dinero?
• ¿La falla genera pérdida de tiempo?

Factor de Seguridad para Eslingas de Acero

De todos los grados (tamaños), el factor de seguridad mínimo aceptable es de 5 a 1, pero se recomienda que tengan un factor de seguridad de 6 según el tipo de servicio (uso) o las recomendaciones del fabricante. Esto se encuentra en la norma chilena (NCH 885 of. 72).

Factores que Afectan la Capacidad Nominal de una Eslinga

Los factores que afectan la capacidad nominal de una eslinga se calculan bajo los siguientes criterios:

• Resistencia de quiebre nominal del cable
• Eficiencia de los accesorios del cable o empalme
• Número de piezas del cable en la eslinga
• Tipo de enganche
• Ángulo de carga
• Diámetro de curvatura alrededor del cual se dobla la eslinga (hojal)