Factor De Seguridad

En la práctica general de la Ingeniería y en todos sus Códigos se emplean Factores de Seguridad Fs que tienen como objetivo final, no siempre explícito, tanto evitar la falla de los elementos diseñados y construidos, como tender a su optimización.

Sin embargo los Factores de Seguridad, a pesar de ser adimensionales, no son unívocos, tienen incertidumbres y entonces, dependiendo del problema y de la variable de control escogida, pueden surgir diferentes valores del Factor de Seguridad Fs, los cuales debe asegurarse que sean coherentes y que realmente aseguren la intención de seguridad y optimización de las obras.

El factor de seguridad es un índice de la seguridad que cabe esperar de un determinado diseño desde el punto de vista resistente. La forma más usual de definir el coeficiente de seguridad de un diseño mecánico es una de las siguientes:

• Como cociente entre la resistencia del material (S) y la tensión realmente existente (s):

• Como cociente entre la fuerza última o máxima para un funcionamiento correcto (Fu) y la fuerza realmente existente (F):

En el diseño de elementos mecánicos, existen dos alternativas para incluir un factor de seguridad en el diseño:

• Aumentar las fuerzas realmente esperadas, multiplicándolas por el coeficiente de seguridad (coeficiente de seguridad de aumento de carga).

• Minorar la resistencia realmente esperable del material, dividiéndola por el coeficiente de seguridad (coeficiente de seguridad de minoración de resistencia).

Las dos aproximaciones anteriores son equivalentes siempre que las tensiones mantengan la proporcionalidad con las cargas externas aplicadas, cosa que ocurre en la mayor parte de los problemas mecánicos, aunque no en todos.

Un valor del coeficiente de seguridad superior a la unidad indica seguridad ante el fallo, tanto mayor, cuanto más elevado sea su valor, mientras que un valor inferior a la unidad indica inseguridad o probabilidad elevada de que ocurra el fallo. En función de la variabilidad de las cargas aplicadas y las propiedades del material, cada valor del coeficiente de seguridad se puede asociar a una probabilidad de fallo o de supervivencia de la pieza analizada.

En conclusión se pueden destacar algunas características del factor de seguridad:

• El concepto de Factor de Seguridad Fs nace de la necesidad tanto de proveer seguridad a las obras y elementos diseñados y construidos, como de optimizar los mismos.

• El Factor de Seguridad Fs es adimensional y positivo; tiene incertidumbres y límites y permite tanto el control indirecto de deformaciones como la estimación de probabilidades de falla.

• El Factor de Seguridad Fs, a pesar de ser adimensional, no es unívoco ni universal. Puede haber numerosas definiciones del mismo, dependiendo del problema, el modo de falla y la variable que se use para su definición. Esta es la razón por la cual hay tantos Fs.

• En general, en Ingeniería Civil el Factor de Seguridad se define como la relación entre Resistencia R y Demanda D

• Para tener un nivel de seguridad homogéneo es indispensable definir un Factor de Seguridad Básico Fsb, calculado con la variable de la cual dependa realmente la falla o rotura del elemento al cual se aplica.

• Los materiales sólidos sólo pueden fallar o romperse por esfuerzos de tracción o de corte.

• En los materiales térreos, de baja resistencia a la tracción, el esfuerzo que realmente define la falla es el esfuerzo cortante.

• En consecuencia en Geotecnia, el Factor de Seguridad Básico FSB se define como la relación entre esfuerzos cortantes últimos o resistentes (R = τF) y los esfuerzos cortantes actuantes o de diseño (D= τA = τD).

• En Geotecnia, como en otras ramas de ingeniería, hay numerosos Factores

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