Celdas de carga: Las celdas de carga son sensores de peso electrnicos cuya finalidad es recibir la excitacin elctrica provocada por un peso determinado aplicado a la plataforma y transmitirlo hacia un indicador de peso en forma de una salida elctrica. Existe en mercado una muy amplia variedad de celdas de carga, las cules varan en forma, tamao, material, entre otras cosas. Los fabricantes de celdas de carga para medir la presin se vuelcan preferentemente al uso de las galgas extensimetricas en sus diseos. A continuacin se mostrarn algunas de los distintos tipos de celdas de carga disponibles, y luego se profundizar algo ms en las celdas de carga basadas en galgas extensimetricas por su popular uso mencionado anteriormente.Hidrulicas: Son dispositivos de fuerza-balance, que miden el peso como un cambio en la presin del lquido con el cual esta relleno internamente. En las celdas de carga hidrulicas del tipo de diafragma rotante, la fuerza actuante sobre un cabezal de carga es transferida a un pistn que, a su vez comprime el fluido confinado en una cmara de diafragma de elastmero. A medida que la fuerza aumenta, la presin del fludo hidrulico crece. Esta presin puede ser localmente indicada o transmitida para realizar una indicacin remota o control. La salida es lineal y es relativamente poco afectada por la cantidad del fluido de relleno o por su temperatura. Si las celdas de carga han sido correctamente instaladas y calibradas, la precisin puede estar dentro del 0,25% del fondo de escala o mejor, lo cual es aceptable para la mayora de las aplicaciones del proceso de pesaje. Debido a que este sensor no tiene componentes elctricos, es ideal para el uso en zonas peligrosas. Para la mxima precisin, el peso debe ser obtenido por la localizacin de una celda de carga en cada punto de apoyo y resumir sus resultados.Neumticas: Tambin operan bajo el principio de fuerza-balance. Estos dispositivos utilizan mltiples cmaras de amortiguacin para proporcionar mayor precisin que un dispositivo hidrulico. Las celdas de carga neumticas se utilizan a menudo para medir pesos relativamente pequeos en las industrias donde la limpieza y seguridad son de inters primordial. Las ventajas de este tipo de celda de carga incluyen el ser intrnsecamente a prueba de explosiones e insensible a las variaciones de temperatura. Adems, no contienen lquidos que puedan contaminar el proceso si se rompe el diafragma. Las desventajas incluyen la relativamente baja velocidad de respuesta y la necesidad de aire o nitrgeno limpio y seco.Basadas en galgas extensimetricas: Convierten la fuerza actuante sobre ellas en seales elctricas medibles. Las galgas estn unidas a una viga o miembro estructural que se deforma cuando el peso se aplica. En la mayora de los casos, cuatro galgas se utilizan para obtener la mxima sensibilidad y la compensacin de temperatura. Dos de las galgas suelen estar en tensin, y dos en compresin, y estn conectados (mediante cables) con los ajustes de compensacin. Cuando se aplica el peso, la tensin cambia la resistencia elctrica de las galgas en proporcin a la carga.Dentro de las celdas de carga basadas en las galgas extrensiomtricas tambin existen distintos tipos, diferencindose en forma, tamao y en la forma en que se realiza la medida.

TIPOS DE CELDAS DE CARGACELDAS DE CARGA DE COMPRESIN Como lo dice su nombre, son celdas de carga que miden segn su compresin con una excelente estabilidad a largo plazo. En su mayora, son construdas en acero inoxidable para asegurar la fiabilidad en entornos industriales. Estn diseadas para operar montadas a una superficie plana, y tienen un botn de carga mecanizado como parte integrante de la celda de carga bsica. Sus precios van desde unos 460 dlares a 700 dlares, dependiendo de la carga mxima soportada (rango de 11 Kg a 23000 Kg). En la Figura 2 puede observarse el aspecto de una de estas celdas.

CELDAS DE CARGA DE TENSIN Y COMPRESIN Estas celdas permiten medir tanto la tensin como la compresin de las cargas. Estn hechas de acero inoxidable, son de tamao pequeo y son capaces de ofrecer lecturas de alta precisin. En la Figura 3 se observa el tamao de una de estas celdas comparada con una moneda, y tambin una rosca macho que poseen para adjuntarse a la carga. El precio de estas celdas ronda en los 750 dlares y soportan un rango de carga de entre 1 Kg y 450 Kg.

CELDAS DE CARGA CON VIGA EN FORMA DE S Estas celdas obtienen su nombre de su forma de S. Pueden proporcionar una salida de acuerdo con la tensin o la compresin y ofrecen rechazo de carga lateral superior. Las capacidades mximas de carga van desde los 11 Kg a los 18200 Kg, variando su costo entre 300 y 875 dlares.

CELDAS DE CARGA DE FLEXIN DE VIGA Son utilizadas en mltiples aplicaciones de celdas de carga, tanques de pesaje y control de procesos industriales. Estas celdas tienen un amplio margen de medida mximo, el cual va desde los 45 Kg a 45500 Kg, variando as de unos 340 a unos 800 dlares en el mercado.

CELDAS DE CARGA DE UN SOLO PUNTO Este tipo de celdas se usan en sistemas de pesaje comerciales e industriales. Proporcionan lecturas precisas, independientemente de la posicin de la carga en la plataforma. Esta ltima caracterstica las hace un poco ms costosas que las anteriores, variando en un rango de 760 dlares a 1100 dlares, y con mximos de carga de entre 2.3 Kg a 230000 Kg.

Anillo de Carga y Deformmetro.

La Figura 6.37 muestra el anillo de carga junto a un deformmetro instalado en su parte central, el primero es usado como un transductor donde la carga originada por el aparato decorte es transmitida a la muestrade suelo mediante ste y el segundo es un instrumento de precisin que mide el desplazamiento o la deformacin. Cada anillo de carga ha sido calibrado en fbrica de tal manera que se puede conocer la relacin fuerza-deformacin mediante un factor CR; de esta manera apartir de la deformacin del anillo medida con el deformmetro se puede determinar la fuerza que acta sobre ste.

Figura 6.37. Anillo de carga y deformmetro.

La fuerza de corteSinducida por el aparato de corte mediante el anillo a la muestra ser:

S=LDCR

Donde:

S= Fuerza de corte aplicada por el aparato a la muestra.LD= Lectura del deformmetro instalado en el anillo de carga.CR= Coeficiente del anillo.

PISTAS DE PRUEBAS ACELERADAS DE PAVIMENTOS (CARRUSEL DE PRUEBAS)

Este equipo fue construido en la Universidad, por iniciativa del ingeniero Bernardo Caicedo, del grupo de Investigacin en Estructuras y Geotecnia. Hace parte del Laboratorio Integrado de Ingeniera Civil y Ambiental, el cual, a su vez, pertenece al Departamento de Ingeniera Civil y Ambiental. El profesor Juan Francisco Correal es el actual director del laboratorio.Qu esEs un montaje experimental para monitorear el desempeo y el deterioro de pavimentos a escala real bajo condiciones aceleradas y controladas de carga. Su gran ventaja es que permite estudiar en el laboratorio el comportamiento y desempeo de pavimentos en pocos meses, mientras que el mismo ejercicio en condiciones normales de servicio tardara varios aos.El equipo tiene dos elementos principales: una pista donde se puede construir un pavimento a escala real de 11 m de longitud por 3,5 m de ancho, y una viga ubicada en el mismo sentido del pavimento, la cual sostiene un sistema de llantas duales, mediante las cuales se aplica la carga. Estas se mueven de un extremo a otro de la pista simulando el paso continuo de vehculos.Para qu sirveEntre los usos ms comunes se encuentra la verificacin del comportamiento de nuevos materiales que pueden ser empleados en pavimentos. As mismo, es factible usarlo para estudiar el deterioro de estructuras de pavimentos no convencionales y/o para verificar y validar las metodologas empleadas en el diseo y construccin de pavimentos.UsuariosExisten tres clientes principales. El primero y ms frecuente, lo constituyen las entidades gubernamentales encargadas de administrar la red vial; en el caso de Bogot, principalmente el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU). El segundo es la industria privada, que puede utilizarlo para verificar la calidad y el buen desempeo de nuevos materiales y de nuevas tcnicas constructivas. Finalmente, los estudiantes de maestra y doctorado del Departamento tambin son usuarios frecuentes, ya que la informacin que se puede obtener de ensayos a escala real con condiciones de carga controlada es especialmente importante para calibrar modelos numricos usados que permiten conocer mejor el comportamiento de pavimentos.

Experimentos que se han llevado a caboLos ms recientes incluyen: Estudio del efecto del dao que producen los buses alimentadores empleados en el sistema TransMilenio a los pavimentos locales de Bogot. Estudio del impacto que tiene el refuerzo de materiales geosintticos del tipo geoceldas en las capas de base granular de pavimentos flexibles.