Consideraciones respecto a los sistemas provisionales de protección de borde

Abstract

Los sistemas provisionales de protección de borde (SPPB) constituyen una medida eficaz para la prevención del riesgo de caída en altura. Estos sistemas están regulados en las distintas naciones por documentos normativos que indican los requisitos mecánicos y geométricos que deben cumplir. Del estudio de estos documentos se desprende que los requisitos geométricos exigidos son muy similares entre los distintos países pero los requisitos mecánicos varían de forma significativa entre los documentos analizados. En España se emplea como documento para el diseño y comprobación de SPPB la norma UNE-EN 13374 "Sistemas provisionales de protección de borde. Especificaciones del producto, métodos de ensayo". En el momento de la redacción de esta Tesis Doctoral, la norma está en proceso de revisión a nivel europeo. En esta Tesis Doctoral se ha estudiado el comportamiento de SPPB realizados con tubos de acero y con tablas de madera. En el capítulo 4 se han analizado SPPB constituidos por tubos de acero. Tres SPPB con distintas características geométricas se han evaluado experimentalmente y analíticamente bajo cargas estáticas según la norma UNE-EN 13374. Los resultados más relevantes obtenidos muestran que el proceso de evaluación de la norma no es correcto porque existen sistemas que superan la evaluación analítica y no la experimental, que es más exigente. En el capítulo 5 se han analizado SPPB constituidos por postes de tubo de acero y tablas de madera. Los sistemas se han evaluado analítica y experimentalmente bajo cargas estáticas y cargas de impacto definidas por la norma UNE-EN 13374. Los resultados muestran que bajo cargas estáticas, los SPPB montados con tablas de espesores 22 y 27 mm no son capaces de superar en muchos casos las especificaciones de la norma, por exceder la flecha de estos sistemas el valor admisible. Sistemas con tablas de espesores 40 o 30 mm son capaces de superar la norma para cualquier calidad de la madera, tanto analítica como experimentalmente. El ensayo de impacto se supera experimentalmente con los espesores de 30 y 40 mm cuando la tabla no posee nudos. En la evaluación analítica al impacto definido por la norma, utilizando el coeficiente de amplificación dinámica en régimen elástico y lineal, los sistemas no superan los requisitos de la norma. Se han evaluado SPPB experimentalmente utilizando la técnica de Análisis Modal Operacional (OMA), obteniendo los modos de vibración y sus frecuencias asociadas. Mediante ultrasonidos se han obtenido las características mecánicas de las tablas en cada una de sus tres dimensiones principales. Con estos valores se han hallado los modos de vibración mediante simulación numérica utilizando un programa de elementos finitos (FEM). La comparación entre los valores obtenidos por OMA y por FEM indica, que la similitud de resultados para los dos primeros modos de vibración, que se corresponden con el comportamiento a flexión de las tablas de madera, evidencia la eficacia del modelo realizado con elementos finitos para predecir el comportamiento estructural de un SPPB. En los capítulos 4 y 5 se muestra la comparación entre los resultados obtenidos sobre SPPB fabricados en tubo de acero y en madera cuando se somete a las cargas estáticas definidas por la norma UNE-EN 13374 y a un ensayo de impacto con una energía de 180 J. La retención de un impacto con E = 180 J supone la retención de un trabajador de 90 kg de peso que a una velocidad de 2 m/s impacta sobre un SPPB que es precisamente lo que la norma UNE-EN 13374 trata de conseguir con los requisitos de carga estática. Los resultados muestran que los requisitos indicados por la norma son más exigentes que el impacto con E = 180 J tanto en SPPB de madera como de acero.