Análisis técnico-económico de naves industriales mediante interpolación no lineal de Lagrange

Technical-economic analysis of industrial buildings using non-linear Lagrange interpolation

• Diego Fernando Loachamin-Chano Universidad Politécnica Salesiana https://orcid.org/0000-0003-2533-7577
• Andrea Elizabeth Freire Luna Universidad Politécnica Salesiana https://orcid.org/0000-0001-6441-7137
• David Patricio Guerrero Cuasapaz Universidad Politécnica Salesiana https://orcid.org/0000-0002-8547-906X
• Milton Bolívar Guerrón Figueroa Universidad Politécnica Salesiana https://orcid.org/0000-0002-4136-9483

DOI: https://doi.org/10.22209/rt.v44n2a05

Palabras clave: ábacos, interpolación, Lagrange, naves industriales, pesos

Resumen

Debido al notable incremento de construcciones de naves industriales en Ecuador, es necesario realizar un análisis técnico-económico para conocer la incidencia del costo de materiales sobre ellas. Para ello, se elaboró una muestra de 40 naves, fijando relación entre luz libre (L), altura del pórtico (H) y distancia entre pórticos (B), con el propósito de determinar una métrica. Para este estudio se estableció el peso de la estructura en kg/m². Con los resultados se aplicó un modelo matemático (interpolación de Lagrange), se obtuvo un polinomio que describe el modelo de cada grupo de naves y su representación gráfica, por consiguiente, se determinó una aproximación del peso de estructuras. Las métricas que se hallaron tienen una repercusión directa en el costo de los materiales de las estructuras, estas se obtuvieron al multiplicarlas por el costo del kg de acero. Se realizó una comprobación con una muestra de 6 naves, en las se halló el peso utilizando el diseño por factores de carga y resistencia y luego con el polinomio; obteniéndose un error: para naves moduladas a 5 m una media de 0,03 % con una desviación de 0,03 y para naves moduladas a 6 m, una media de 0,07 % con una desviación de 0,03

Citas

Acero (2020). Dipac Manta [en línea] disponible en: https://dipacmanta.com/perfiles/perfiles-laminados [consulta: 10 marzo 2020].

AISC. (2016). Specification for structural steel buildings. Chicago, Illinois: American Institute of Steel Construction AISC 360-16.

ANSI. (2016). Specification for structural steel buildings. Chicago, Illinois: American Institute of Steel Construction AISC 360-16.

AISI. (2016). North American specification for the design of cold-formed steel structural members. Canada: American Iron and Steel Institute.

Arnal, E., Gutiérrez, F., Montemayor, F. y Achaval, F. (2014). Proyecto y construcción de galpones modulares. 1º ed digital. Caracas: PGA Marketing Soluciones C.A.

ASCE. (2017). Minimun design load and associated criteria for buildings and other structures. Virginia: American Society of Civil Engineers (ASCE).

ASTM A1011. (2018). Especificación estándar para acero, láminas y tiras, laminado en caliente, carbono, estructural, baja aleación de alta resistencia, baja aleación de alta resistencia con formabilidad mejorada y resistencia ultra alta. West Conshohocken: American Society of Testing Materials (ASTM) International.

A1011M-18ª. (2018) Especificación estándar para acero, láminas y tiras, laminado en caliente, carbono, estructural, baja aleación de alta resistencia, baja aleación de alta resistencia con formabilidad mejorada y resistencia ultra alta. West Conshohocken: American Society of Testing Materials (ASTM) International.

ASTM A36. (2018). Especificación estándar para acero estructural al carbono. West Conshohocken: American Society of Testing Materials (ASTM) International.

A36M-08. (2018). Especificación estándar para acero estructural al carbono. West Conshohocken: American Society of Testing Materials (ASTM) International.

Blades, S. (2015). Métodos númericos ingeniería civil [en línea]
disponible en: https://cristiancastrop.files.wordpress.com/2010/09/catedra-metodos-numericos-2015-unsch-12.pdf [consulta: 15 marzo 2021].

Cano, P., Imanpour, A. (2020). Evaluation of seismic design methods for steel multi-tiered special concentrically braced frames. Proceedings of the Annual Stability Conference Structural Stability Research Council. Celebrada 10-13 abril 2018 en Baltimore, Maryland.

Crisafulli, F. (2018). Diseño sismo resistente de construcciones de acero. 5ta ed. Argentina: Asociación Latinoamericana del Acero.

Cuichan, A. (2016). Análisis y diseño de una nave industrial y sus respectivas fosas dentro del taller “Chiriacu” para Ferrocarriles del Ecuador Empresa Pública F.E.E.P. Tesis de grado. Quito: Escuela Politécnica Nacional.

Díaz, A (2021). Statista [en línea] disponible en: https://es.statista.com/estadisticas/634390/precios-del-acero-por-mercado-principal/#:~:text=El%20precio%20de%20referencia%20del,torno%20a%20los%20463%20d%C3%B3lares [consulta: 21 marzo 2021].

EAE (2011). Instrucción de acero estructural EAE. España: Secretaria general técnica. Ministerio de fomento.

Élez, D. (2016). Diseño de estructura básica de nave industrial. Tesis de grado. Valencia: Universitat Politécnica de Valencia.

Garibov, R., Bashirzade, S. (2020). Techno-economic analysis of the same high and different rings Lamella domes using by Lrfd and Asd load combinations. Novateur Publications International Journal of Innovations in Engineering Research and Technology, 7(4), 81-83.
Guerrero, D. (2019). Análisis técnico y económico del diseño por desempeño de edificios con estructura de acero utilizando arriostramientos concéntricos. Gaceta Técnica, 20(1), 41-59. DOI: 10.13140/RG.2.2.20052.86409
Hernández, P. (2015). Determinación de la carga por viento externo en naves con cubierta a dos aguas. Revista Técnica Arquitectura e Ingenieria, 9(1), 1-28.

Investing (2021). Fusion Media Ltd. [en línea] disponible en: https://es.investing.com/commodities/us-steel-coil-futures [consulta: 02 abril 2021].

MathWorks (2019) Matlab (Versión R2020a) [en línea] disponible en: https://matlab.softonic.com [consulta: 08 septiembre 2019].

McCormac, J. (2013). Diseño de estructuras de acero método LRFD. 5ta ed. México: Alfaomega Grupo editor S.A de C.V.

NEC (2014). NEC SE CG. Cargas no sísmicas. Quito: Dirección de Comunicación Social, MIDUVI.

NEC (2014). NEC SE DS. Peligro sísmico. Quito: Dirección de Comunicación Social, MIDUVI.

Pacheco, N., Juárez, C., Martínez, I. (2012). Análisis dinámico de la estabilidad usando interpolación de alto orden. Ingenieria Investigación y Tecnología, 13(4), 455.

Pérez, L., Mena, U. (2015). Manual de diseño de obras civiles. Revista Técnica Comisión Federal de Electricidad, 14, 105-106.

Redroban, D. (2015). Diseño de un galpón industrial aplicando método de elemento finito aplicando el programa ANSYS® para el taller de la empresa metalmecánica. Tesis de grado. Guayaquil: Escuela Superior Politécnica del Litoral.

Sandoval, C. (2019). Métodos numéricos en diferencias finitas para la estimación de recursos de Hardware FPGA en arquitecturas LFSR(n,k) fractales. Ingeniería Investigación y Tecnología, 20(3), 1-4.

Sap 2000. (2016). Integrated solution for structural analysis program. (Versión 19.2.1) [en línea] disponible en: https://aportesingecivil.com/descargar-sap2000-v20 [consulta: 08 septiembre 2019].

Suárez, M. (2012). Sites.google. [en línea] disponible en: https://sites.google.com/site/metodos0123/unidad-4-ajuste-de-curvas-e/4-2-polinomios-de-interpolacion-diferencias-divididas-de-newton-y-de-lagrange [consulta: 15 marzo 2021].