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Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario...
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
Jejeje voy a tratar de aclarar un poco aunque ya mi cansado cerebro no de para mas

Todo se define en base al peso... inclusive la presión hidrostatica viene dada por el peso del agua... a mayor altura mayor peso mayor presión...

El error de los calculos radica en que se realizan para un solo vidrio... o lado... cuando el acuario realmente es una figura volumétrica  Y que tanto su peso, volumen, forma y uso ... determinaran el espesor de los cristales...

Tomemos algunas consideraciones que aunque podemos despreciarlas en los cálculos ..nos ayudaran a solucionar los problemas...

Primero que pesa mas? el agua dulce o el agua salada?... He ahi un factor que no se toma en cuenta... ambas tendran el mismo volumen...pero no tendrán el mismo peso...

Si tomamos como constante el volumen.... aquí entraría la forma... si construimos un acuario de 10cm x 10 cm x 100 de alto y otro de 10cm x 100 cm x 10 cm de alto.... Y comparamos el vidrio inferior... cual nos dará mayor resistencia... Tomen en cuenta que tendrán el mismo peso y volumen en ambos casos...

En conclusiones.. estamos sacando cálculos para estándares de acuarios... es decir...

Siempre se asume que la mayor distancia es el largo del acuario
le seguimos con el alto que siempre supondremos que es menor que el largo ...
y por ultimo el ancho que siempre presumimos sera la menor de nuestras distancias....

Si hacemos lo anterior...los cálculos estarán perfectos.... pero cuando inventamos o nos ponemos creativos... ahi vienen los problemas...

Por eso para mi no existe formula exacta que pueda definir el grosor del cristal...por que tendríamos que asumir miles de variantes que no podemos preasumir....Entre ellas  y de las que mas pueden sonar ilógicas entrarían..

Se escucha música muy alta en donde se tendrá el acuario?
Existen niños menores que puedan golpear los acuarios?
Pensamos colocar un oscar que se golpeara contra los cristales?
Estamos ubicando el acuario en zona sísmica?

Estas son algunas y seguro afectaran la decisión del grosor del cristal...

En pocas palabras Arquimedes no esta equivocado...  
 




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ALPHA
 
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
A ver, vamos a pensar en un acuario de 160 x 60 x 50 y otro de 160 x 60 x 10 (Largo, Alto, Ancho)

Nos olvidamos de la fórmula del cálculo del grosor del vidrio por un momento y usemos la hidrostática  (teorema fundamental):

Presión = Peso del líquido / Área sobre la que se apoya la columna del líquido en equilibrio.  (aquí pueden ver que si se toma en cuenta el peso del agua y no es como discutiamos un par de mensajes más arriba)

Vamos a hacer unas sustituciones:

Peso del líquido = Volumen del líquido * Densidad del líquido

entonces,

Presión = (Volumen del líquido * Densidad del líquido) / Área sobre la que se apoya la columna del líquido en equilibrio.

pero Volumen del líquido = Área sobre la que se apoya la columna del líquido en equilibrio * Altura de la columna de agua

sustituyendo tenemos:

Presión = (Área sobre la que se apoya la columna del líquido en equilibrio * Altura de la columna de agua * Densidad del líquido) / Área sobre la que se apoya la columna del líquido en equilibrio.

Aquí las áreas se anulan, quedando la formulación así:

Presión =  Densidad del líquido * Altura del volumen de líquido apoyado sobre la superficie

Vemos que la presión en el fondo es independiente de la superficie y solo interviene la altura de la columna de agua.

Por consiguiente, como el líquido ejerce la misma presión hacia todos lados incluso sobre las paredes del recipiente que lo contiene (Pascal); en el fondo de ambos acuarios el vidrio frontal y posterior estarán soportando la misma presión independientemente de su ancho.

Así es que en sendos tanques deberíamos usar el mismo grosor de vidrio calculado, lo cual es consistente con lo que arrojan los métodos.

Claro está que en el caso de los vidrios verticales, las fuerzas no están distribuidas uniformemente  en toda su altura sino que se establece un gradiente, siendo la mayor presión en el fondo.

Según la hidrodinámica, el cálculo debería hacerse por medio de la diferencias de presiones (Pfondo - PSuperficie).
Si para simplificar la explicación suponemos que PSuperficie es igual a cero, entonces lo que interesa para el cálculo es P en el fondo.

Sin embargo, las fórmulas de cálculo que hemos posteado aquí, si toman en cuenta la presión atmosférica que sería la Presión en la Superficie que hemos tomado como cero.

Esto nos indica porque los acuarios que se despegan, por lo general lo hacen en la parte de abajo, donde se adhieren los vidrios verticales con el del fondo.

Me parece que así pudiera aclararse la cosa, ¿no Frank?
 



 
última edición por marcelo el Domingo, 20 Julio 2008, 12:49 PM; editado 1 vez 
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
... jajajaja, dejame leerlo 100 veces... y te digo...

Frank
 




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"Desapruebo lo que dices, pero defendería hasta la muerte tu derecho de decirlo" Jean-Baptiste Poquelin Molière
 
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
Bueno, a lo mejor todavía no nos convencemos de la cosa así que hice unos dibujos a ver si de una vez por todas nos ponemos de acuerdo. A ver si ayudan.

Supongamos un acuario cualquiera:

acu1

Vamos a tomar un franja volumétrica de él. Lo voy a tomar en el fondo del acuario (parte roja):

acu2

Ahora supongan que podemos dividir ese volumen en cubitos:

acu3

Imaginemos que esos cubitos llenan todo el acuario (no los voy a dibujar todos, pero lo llenan).

Agarremos una lupa y veamos un par de ellos:

acu4

Sobre los cubos actúan fuerzas en todas sus caras (imagínense la parte 3D que no está dibujada es decir, el frente y la parte de atrás de los cubos).

En los cubos aledaños y según todos los principios de los que hemos hablado (Pascal, Arquímedes, Hidrostática, etc) las flechas negras serían equivalente a la presión que soportan los cubos debido a lo que tienen encima (La de arriba sería la presión de agua y la de abajo es lo que se llama la fuerza de flotabilidad o de flotación). Las de color son las fuerzas que provocarían en sus caras según el principio de Pascal.

Fíjense que las fuerzas A y B se anulan, pues son de igual magnitud, dirección y de sentidos opuestos al ser todos los cubos iguales y de características idénticas.

Por otro lado, la fuerza de flotación tratará de anular y vencer a la presión. Como los cubos están hechos de agua entonces estas últimas dos fuerzas también se anulan por la misma razón ya que son de igual magnitud, dirección pero de sentidos opuestos.

Imaginémosno ahora que esto sucedes en todos y cada uno de los cubos que conforman el acuario (todas esas fuerzas que están interactuando, se van anulando unas a otras por ser todas iguals) y nos empezamos a mover por ellos hasta que llegamos a las fronteras es decir, donde nos encontramos con el vidrio.

acu5

Vemos claro que ellos (me refiero a los vidrios), deberán ser capaces de soportar la fuerza neta que actúan sobre el cubo colindante a fin de anular estas fuerzas.

Aquí debe suceder lo mismo que analizamos en el párrafo e imagen anterior. El vidrio deberá tener el grosor y la resistencia para poder soportar estas fuerzas.

Fíjense que la única fuerza que se está aplicando sobre el cubo es la presión del agua = Altura * Densidad H2O

Consideremos ahora el cubo que está abajo de todo, en una esquina del acuario. Las fuerzas que salen de él son todas iguales y es igual a la presión que está soportando de la columna de agua que tiene encima.  ¿Lo ven?

Ahora lo interesante. Si el acuario que consideramos tuviera el tamaño del cubo, sus vidrios deberían tener un grosor tal que su resistencia pueda soportar esa misma presión por consiguiente, es independiente de su área y de su ancho y el parámetro fundamental es la altura del agua y su densidad para determinarla.

Frank: ya estoy podrido de física....
 



 
última edición por marcelo el Domingo, 20 Julio 2008, 01:54 PM; editado 4 veces 
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
Marcelo voy a leer esta ultima parte 100 veces tambien, jajajajajaj, pero queria hacerte una preguntica sencilla:

¿Crees tu que cuando en los enunciados de las formulas que hemos estado aplicado al comienzo decian: "usar las medidas del cristal mas desfavorable" podrian estar obviando al cristal del fondo? o este lado, -osea el fondo- tambien es una parte a considerar y en el caso de acuarios mas anchos que alto el calculo se basa en el?

Frank
 




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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
Alpha escribió: [Ver mensaje]
...Todo se define en base al peso... inclusive la presión hidrostatica viene dada por el peso del agua... a mayor altura mayor peso mayor presión...

Ciertamente eso dice la ecuacion de La presión hidrostática: "es la presión que se ejerce en el interior de un líquido, como consecuencia de su propio peso", y mas nada.

El error de los calculos radica en que se realizan para un solo vidrio... o lado... cuando el acuario realmente es una figura volumétrica  Y que tanto su peso, volumen, forma y uso ... determinaran el espesor de los cristales...

Yo sospecho que algo de eso hay por ahi pero no tengo herramientas o conocimientos para probarlo y por eso es que recreo situaciones ridiculas como la del tanque de 1 x 1 x 1mts  y el otro de 100 x 100 x 1mts, donde el 1mts es siempre la altura y por ello no me cuadra que la resistencia de los muros deba ser igual en ambos casos.

Tomemos algunas consideraciones que aunque podemos despreciarlas en los cálculos ..nos ayudaran a solucionar los problemas...

Primero que pesa mas? el agua dulce o el agua salada?... He ahi un factor que no se toma en cuenta... ambas tendran el mismo volumen...pero no tendrán el mismo peso...


En la formula que yo postee al inicio, -el primer metodo- si toman en cuenta este cambio de peso segun la densidad del agua y aparecen ahi los dos valores reflejados, tanto es que en el acuario grande ya en vez de 12mm de espesor arrojaba 13mm, osea es importante.

Si tomamos como constante el volumen.... aquí entraría la forma... si construimos un acuario de 10cm x 10 cm x 100 de alto y otro de 10cm x 100 cm x 10 cm de alto.... Y comparamos el vidrio inferior... cual nos dará mayor resistencia... Tomen en cuenta que tendrán el mismo peso y volumen en ambos casos...

Fijate alpha, usando las formulas que tenemos para el calculo de espesor que dicen que los calculos se hagan en relacion al vidrio mas desfavorable pues, siempre en tus dos ejemplos el mas desfavorable mide 10cm x 100cm peeeeeero la altura es diferente y los valores que arrojara el calculo son distintos, osea que en ese caso manteniendo un mismo volumen como comentas pero cambiando solo la altura obtenemos diferencias reflejadas en los espesores. Cosa que no pasa cuando mantienes la altura constante y cambias el volumen radicalmente como el ejemplo que puse mas arriba, de 48 a 576Lts, osea 1200% de diferencia y la formula arroja el mismo resultado de espesores, eso no me parece logico...

En conclusiones.. estamos sacando cálculos para estándares de acuarios... es decir...

...Se escucha música muy alta en donde se tendrá el acuario?
Existen niños menores que puedan golpear los acuarios?
Pensamos colocar un oscar que se golpeara contra los cristales?
Estamos ubicando el acuario en zona sísmica?


Estas cosas son asi como lo dices, un portazo puede rompernos el acuario por el ruido que produce si los cristales no han guardado un suficiente factor de seguridad.


Frank
 




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Lebistes escribió: [Ver mensaje]
Marcelo voy a leer esta ultima parte 100 veces tambien, jajajajajaj, pero queria hacerte una preguntica sencilla:

¿Crees tu que cuando en los enunciados de las formulas que hemos estado aplicado al comienzo decian: "usar las medidas del cristal mas desfavorable" podrian estar obviando al cristal del fondo? o este lado, -osea el fondo- tambien es una parte a considerar y en el caso de acuarios mas anchos que alto el calculo se basa en el?

Frank


Ahora me vas a llevar a lo hondo...jajajaja

Para poder considerar el vidrio de fondo como el más desfavorable deberíamos creo yo, considerarlo en igualdad de condiciones que los demás decir, al aire.

Como ya lo discutimos en otro post tambíen interesante, el vidrio de fondo está apoyado completamente y la aplicación de estas fórmulas en el fondo no tienen mucho sentido pues consideran como premisa de cálculo un vidrio soportado en sus bordes.

Eso no quiere decir que la fuerza aplicada por el agua sobre el vidrio, contrarestada por la base sobre la cual se apoya, no esté siendo aplicada sobre él y por ende no sufra...eso es falso.

Si el vidrio no soporta la compresión, se estallará. En el caso del vidrio de fondo creo que el cálculo debería ser otro que dependa de la compresión y no de la flexión.

Como cosa aparte, estamos mezclando dos cosas.
Una es el cálculo físico de las fuerzas cohexistente en el acuario y otra, las características mecánicas que el vidrio pueda poseer por no ser un elemento ideal. Que éste pueda romperse por un portazo, un vacío o un golpe no quiere decir que la física que se aplica esté errada.

Las fórmulas funden el cálculo teórico con la parte estadística del comportamiento del vidrio como elemento contenedor no ideal y de dureza finita...Si hubiera que considerar todo eso imagínate el grosor que debería tener la pantalla de un televisor, por ejemplo.

Como es que se comporta el vidrio no te lo va a decir ni Arquímedes ni la hidrostática.
 



 
última edición por marcelo el Domingo, 20 Julio 2008, 02:58 PM; editado 1 vez 
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
Marcelo merece un premio tratando de explicar y TIENE RAZON

No Alpha, para diseño de paredes de tanques se usa la presion hidrostatica, en el caso de tanques de concreto el FONDO tiene consideraciones especiales adicionales porque ARRIOSTRA  (amarra) a las paredes y esta apoyado generalmente sobre tierra ( o sea un medio que a su vez se deforma) y debe tambien absorver el peso de las paredes.

Frank, la cara mas desfavorable es la que tenga la "luz" mayor, como todos apoyamos el acuario en soportes multiples, mesas, vigas de concreto (mi caso) la lamina del fondo , la lamina del fondo sufre menos efectos de flexion por lo que esta solo sujeta a compresion y para ese esfuerzo el vidiro se basta solo ( el vidrio es como el concreto tienen una altisima resistencia a la compresion pero una muy pobre a al traccion y a la flexion)

Saludos

Claudio
 



 
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
Esto cada vez se esta poniendo mejor...Para comenzar tenemos que tratar al vidrio como lo que es un liquido... no un solido
y coincido con Claudio se debe tomar la luz mayor para realizar los cálculos.... En eso si te dará una diferencia fuerte a tu ejemplo original Frank
 




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ALPHA
 
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Mensaje Re: Como Calcular El ESPESOR De Un Cristal Para Un Acuario.. 
 
Alpha

me vas a matar con eso de que el vidrio es un liquido subenfriado, si nos metemos por esa muela no salimos....

Para fines practicos (soy ingeniero, no cientifico) el vidrio se comporta como un solido con parametros definidos tales como densidad, resistencia a la compresion, a la traccion y a la flexion (esta ultima depende de las dos primeras..)

al tratar el acuario como un elemento estructural para el calculo del espesor debemos forzosamente ir a la cara mas desfavorable.

Hasta ahora, salvo casos especificos donde la base del acuario tenga un numero de apoyos muy pequeños lo que obligue a una luz muy importante, sigue siendo nuestra cara de diseño la cara frontal mas grande.

Para el calculo mas desfavorable quedamos claros que se asume que el vidrio frontal esta " articulado" en sus extremos por las juntas del silicon y tiene una carga uniformente distribuida que es la fuerza resultante de aplicar la presion hidrostatica por el area.

Hasta aqui nos traen los dos metodos de claculo iniciales.

La discusion del volumen o presion Hidrostatica creo que quedo claro...

Despues de este resumen yo si quiero enredar las cosas con dos conceptos nuevos.

Resistencia del "PEGAMENTO" a la traccion y al corte.

Si bien fui yo el que dijo que el silicon no trasmite momentos por lo que se considera un apoyo simple (o articulado) el area de pegado y la resistencia del silicon son factores a considerar a la hora de definir los espesores porque el area de pegado esta definida por el largo de la lamina por el espesor!!!

El silicon en acuarios trabaja a la traccion y al corte. Los esfuerzos correspondientes se pueden calcular sin mayor porblema, lo que no conzco son Sigma del silicon (a la traccion y al corte).

seguimos conversando...
 



 
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