Diseño y fabricación de un módulo educativo para pruebas de pandeo en barras esbeltas
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Fecha
2026-10-09
Autores
Carpio Mercado, Eduardo
Herrera Carrera, Jorge Andre
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Editor
Universidad Católica de Santa María
Nivel de acceso
Acceso Abierto
Resumen
El presente trabajo tiene como propósito diseñar, fabricar y validar experimentalmente un módulo educativo para ensayos de pandeo en barras esbeltas, concebido para reproducir de manera controlada el fenómeno de pérdida de estabilidad bajo carga axial de compresión. El proceso inicia con el desarrollo del diseño conceptual y la definición del marco normativo aplicable, seguido por la ingeniería básica y de detalle que permite dimensionar los componentes principales del módulo: soporte base, columnas principales, puente de columnas principales, puente guía para cubo superior, puente porta tornillo, tornillo de avance, adaptador para cubo inferior, cubos de apoyo empotrado y cubos de apoyo articulado. Todos estos elementos son fabricados mediante mecanizado convencional utilizando acero estructural ASTM A36 Grado A36, garantizando rigidez, alineamiento y precisión geométrica. La validación experimental se realiza con 12 tipos de probetas metálicas de acero ASTM A36, cada una ensayada en tres repeticiones bajo configuraciones de apoyo empotrado–empotrado, empotrado–articulado y articulado–articulado. Se emplea un dinamómetro analógico de 2500 N para registrar la carga crítica de pandeo. Los resultados evidencian una variabilidad controlada, con coeficientes de variación generalmente inferiores al 10 %, lo que asegura la repetibilidad conforme al ASTM Manual 7 (MNL7-E13). Asimismo, la comparación entre los valores teóricos calculados mediante la ecuación de Euler con factores de longitud efectiva ideales y recomendados por la AISC 360-22 y los valores experimentales muestra que las configuraciones de apoyo articuladas presentan mayor correspondencia, mientras que la condición de apoyo empotrado–empotrado evidencia discrepancias asociadas a la rigidez rotacional. Los hallazgos confirman que el módulo educativo diseñado y fabricado reproduce de manera confiable el comportamiento real del pandeo en barras esbeltas, convirtiéndose en una herramienta sólida y precisa para la enseñanza práctica de este fenómeno.
Descripción
Palabras clave
Pandeo, carga crítica, módulo educativo