silos concreto

8/4/2019 Silos Concreto

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SILOS DE HORMIGN DE CEMENTO PORTLAND

IntroduccinLa irregularidad de la produccin agrcola, tanto forraje como engranos, frente al consumo esencialmente uniforme de stos, ha

obligado a estudiar sistemas de almacenamiento que regulen ladistribucin de acuerdo con la demanda.Es as que, frente a los distintos mtodos usados para lograr elalmacenamiento con la mnima merma de la produccin, el silo haocupado el lugar de preferencia entre los productores.Entre algunas de las ventajas que ofrecen los silos, tanto los deforraje como los de granos, merecen destacarse la posibilidad deguardar la produccin rpidamente en lugar seguro y la de disponerde una alta mecanizacin de las operaciones de carga y descarga.Esto ltimo permite reducir a un mnimo la mano de obra,

posibilitando que las cosechas se realicen con el mnimo personal delestablecimiento, sin necesidad de recurrir a personal transitorio.Existen varias soluciones para la construccin de silos utilizando elhormign, material que pos sus propiedades de resistencia ydurabilidad y por la facilidad de obtener con l superficies lisas yhermticas, satisfacen plenamente la condicin fundamental querequieren estas estructuras, preservacin de las cosechas a costoeconmico. Estas soluciones pueden agruparse en dos clases: las dehormign moldeado en sitio y las constituidas por elementosprefabricados. Entre estos ltimos se cuentan las placas y las duelas

de hormign, soluciones que, por su simplicidad, facilidad deejecucin, rapidez de montaje y economa, resultan en las msventajosas para las explotaciones rurales tanto agrcolas comoganaderas.Con la finalidad de divulgar entre los productores las ventajas querepresentan los silos para forrajes como para granos, y entre losconstructores de la campaa la posibilidad de su construccin enforma sencilla y econmica, el Instituto del Cemento PrtlandArgentino ha preparado el presente folleto de divulgacin de los silosde duelas y placas de hormign.

En su primera parte, se desarrollan los silos de forraje elevados y lossilos puente. Se comentan sus ventajas, los detalles constructivos yel proyecto de los mismos, desarrollndose un ejemplo del clculo deun silo.La segunda parte se ha reservado a los silos para granos, brindandoun panorama general de los silos de hormign para terminardesarrollando los silos de duelas y placas utilizados para depsitos degranos.

1.SILOS PARA FORRAJE1.1 Razones del ensilado del forraje


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concentra. Al forraje as almacenado se lo denomina silaje y a laoperacin ensilaje.

1.1.1Ventajas del siloEl silo de forraje ofrece positivas ventajas que, dada su

importancia creemos oportuno comentar y que son las siguientes:a) Permite el empleo de forraje que en otra forma no sera

aprovechable.Todas las plantas forrajeras son aptas para el ensilaje, pudindoseutilizar algunas que no son aprovechables en estado natural. Elcardo es el ejemplo tpico. En efecto, el ganado no lo come enestado verde o seco, pero s despus del proceso de fermentacin.b) La alimentacin de ganado con silaje aumenta la produccin decarne y de leche y permite reducir las raciones alimenticias paraalcanzar un determinado aumento de peso. Ello es el resultado del

aumento de protenas que se produce en el silaje. La tabla Imuestra para distintos forrajes el aumento en protenas comoresultado del ensilaje.

En el grfico 1 figuran los porcentajes de conservacin de lassustancias nutritivas referidas al pasto natural, tanto para el henorealizado en cuatro formas distintas como para el silaje degramneas.Del anlisis del mismo surge la evidente superioridad del silaje.c) El silo aumenta la capacidad de produccin del campo.


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La cantidad de animales a pastoreo que pueden alimentarse porhectrea de campo, est determinada por el rendimiento de la tierra.Con el silaje se llega a triplicar el nmero de animales que puedenmantenerse en igual superficie, con pastoreo natural.

El silaje se usa como alimento integral o como complemento. Es biensabido que la variedad de alimentos es la que produce el mayor

rendimiento, de modo que aun cuando se utilice el silaje como


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alimento fundamental, es conveniente complementarlo con pastoreonatural. Si ello no fuera posible se lo reemplazar por heno.Las raciones diarias aconsejables se indican en la tabla II:

Las cantidades anteriores son las que corresponden a racionescompletas pudindose emplear adems el silaje de acuerdo con lodicho ms arriba, como refuerzo del pastoreo natural.

1.1.2Cultivos para analizarCualquier cultivo herbceo cosechado en momento oportunopuede ser ensilado. Es conveniente destacar que el ensilaje es unproceso de conservacin y no de generacin de alimentos. Es decirque slo se obtendr un silaje de alta calidad si se parte de uncultivo de calidad.En general resulta conveniente sembrar cultivos anuales de altorendimiento por hectrea. De esta forma, con pocas hectreas decampo se logran las reservas anuales de pasto, quedando elcampo libre el resto del ao. Los cultivos ms importantes paraestos fines son:a) Maz: Es el mejor cultivo para ensilar debido a su alto

rendimiento en forraje y la excelente calidad del silaje. Su gran


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cantidad de tallos y hojas y su elevado contenido en hidratos decarbono crean un producto muy apetecido por la hacienda.

Para emplear el maz como forraje, debe cortarse cuando seencuentra granado y antes de que comience a secarse y sus hojasan estn verdes. El rendimiento del maz puede estimarse en 25

a 30 t/ha.b)Sorgos: Cualquiera de las especies utilizadas tanto para grano o

forraje son aptas para el ensilado. El silaje y rendimientosobtenidos son similares a los del maz.

c) Ensilaje de pastos: en el ensilaje de pastos se aprovecha latotalidad de la cosecha mientras que en la henificacin sepierde del 20 al 40 % del peso, durante el proceso de secado.

Es conveniente destacar que la alfalfa debido a su bajo contenidode hidratos de carbono puede dar lugar a una fermentacinptrida amoniacal. Para evitar esto es comn el agregado de

melazas, que suple la falta de hidratos de carbono para iniciar elproceso del silaje.d)Papas: Las papas de desecho o de excedente de cosecha

pueden ensilarse para consumo de animales. Se requiere usartubrculos limpios y cortados en rebanadas. Este silaje seconserva bien durante 2 3 aos, pero una vez abierto el silose debe consumir rpidamente. Vacunos, cerdos y aves comencon gusto este silaje.

2.PROYECTO DE SILOS ELEVADOS PAQRA FORRAJE2.1 DimensionesEn cada explotacin ser menester como primer paso determinarla capacidad total de almacenaje (T). Esta queda fijada por los tresvalores siguientes:- Cantidad de animales que debe alimentarse.- Raciones que deben darse a los animales.- Nmeros de das a alimentar a los animales con silaje.La capacidad determinada con los valores anteriores, se podr

satisfacer con distintas dimensiones de los silos, que se obtendranvariando la relacin entre la altura y el dimetro. As, para cadavalor que se fije el dimetro, o a la relacin altura dimetro quecorresponde a la mxima economa vara entre 3 y 3,5.Razones de estabilidad al volcamiento por efecto del viento a silovaco, hacen que convenga limitar la relacin H/D a valorescomprendidos entre 2 y 2,5.Fijada la relacin anterior, slo queda por determinar la altura o eldimetro del silo. Existe una razn eminentemente prctica quedetermina el dimetro. En efecto, para evitar que el silaje se echea perder, la extraccin diaria debe afectar una capa comprendidaentre 5 y 8 cm.


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Luego de fijado el dimetro y adoptada una relacin altura dimetro quedan establecidas las dimensiones del silo.Para determinar el peso del silaje que puede contener el silo, seadmite para aqul un peso especfico medio, de 650 kg/m3,aunque su valor real vara con la profundidad que se considera

como se aprecia en al grfico 2.

La capacidad total necesaria de acuerdo a lo anterior, quedadeterminado por la siguiente expresin:

(Racin en kg) x (N de das) x(N animales)T/t) = -------------------------------------------------------

1 000Las raciones aconsejadas para silaje de maz se indican en la tablaIII.Las tablas IV y V permiten evitar el clculo de las dimensiones delos silos. En efecto, entrando en la tabla V con el nmero de

animales y el tiempo de alimentacin con silaje se obtienen lasmedidas econmicas del silo. Luego se comprobar con ayuda dela tabla IV que el forraje extrado por da represente unadisminucin en la altura del silaje de 5 cm.Como complemento se brinda en la tabla VI el tonelaje de los siloscirculares de diversas medidas.


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2.2 Detalles del proyectoEn el pargrafo anterior se ha visto la forma de establecer lasdimensiones del silo. Nos ocuparemos ahora de los otroselementos que hacen el proyecto, que sean paredes, fondo yfundacin, techo, puertas, chute y escalera.

2.2.1ParedesLas paredes de los silos pueden ser monolticas o prefabricadas, ydentro de estas ltimas, de placas o duelas.Las paredes deben ser impermeables y se calcularn para soportarel peso propio y el del techo y las presiones horizontales yverticales originadas por el silaje.En captulo aparte, nos ocuparemos en detalle de las paredesconstituidas por duelas de hormign por entender que las mismasconstituyen la solucin ms conveniente e interesante.

2.2.2Fondo y fundacinEl fondo de los silos forrajeros debe ser plano, con una ligeraconicidad hacia el centro (4 % de pendiente) para facilitar elescurrimiento de los jugos hacia el sumidero.El sumidero es una seccin de 20 x 20 cm, que se conectamediante un cao a un pozo, de bombeo para la extraccin de losjugos. Es aconsejable prever un sifn con el fin de hermetizar elsilo (ver figura 2.1).


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Se pueden apoyar las paredes del silo sobre el fondo, que en estecaso cumple adems la funcin de platea de fundacin de espesoruniforme. Esta trabaja como losa circular solicitada por la reaccindel terreno contra ella.Una solucin ms sencilla es independizar la fundacin del fondo

del silo. En tal caso, la losa del fondo es una simple pantallaimpermeable sin ninguna funcin estructural.2.2.3TechoEl techo de los silos puede ejecutarse con losas planas con unaligera pendiente para facilitar la evacuacin de las aguas pluvialeso con cubiertas cnicas o esfricas.Ambos casos se pueden resolver ejecutndose la estructura insitu, o acudiendo a la prefabricacin.En el caso de losas planas monolticas, stas se comportan comopiezas circulares debindose disponer la armadura de acuerdo a la

teora correspondiente. Se puede simplificar la construccin de lostechos planos acudiendo a los entrepisos de viguetas prefabricadasque tanta difusin han alcanzado en estos ltimos tiempos.Las cubiertas cnicas y esfricas representan una gran economapor ser mnimas las cantidades de materiales que se requierenpara su ejecucin. En el caso de ejecutar estas cubiertas in situ,los encofrados pueden prepararse en forma econmica colocandobarro y paja sobre una plataforma horizontal, conformando lasuperficie con un glibo fijado en el centro y emparejando laspequeas irregularidades debidas a lo rudimentario del

procedimiento.Los techos pueden ejecutarse tambin con chapas prefabricadasde hormign de reducido espesor y rigidizadas con nervadurasperimetrales e intermedias segn las dimensiones.Estas chapas de forma trapecial se unen entre s por medio debulones formando una bveda cnica.Este sistema tiene las ventajas inherentes a la prefabricacin y elpoco material que requieren.En el pargrafo 4.4 se comentan con todo detalle las solucionesarriba citadas.

2.2.4PuertasEstas tienen por finalidad permitir una fcil descarga del silaje. Selas dispone en hilera vertical de modo que permitan descargar concomodidad por la puerta inmediata superior, hasta que se puedaabrir la inferior. Una separacin usual es 1,50 m entre ejes depuerta. Esta disposicin de puertas en hilera vertical es comn entodos los silos, an en los ms mecanizados. Su objeto es poderdescargar el forraje an en el caso de desperfectos en los equiposmecnicos de extraccin.Se cuidar que las dimensiones de las puertas sean tales quepermitan el acceso de un hombre por ellas. Una medida de 60 x50 cm cumple con la anterior exigencia.


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El modelo de puerta que se muestra en la figura 2.2 es adaptablea cualquier tipo de silo.Bsicamente est constituido por un marco y la puertapropiamente dicha.

El marco est formado por un perfil U realizado en chapa doblada

de calibre 14. Se cuidar que este marco, en el caso de silosmonolticos, tenga un ancho inferior en 1 cm al espesor de lapared.Con esta precaucin se podr colocar el marco dentro delencofrado, evitando el amurado posterior del mismo.En el caso de los silos de duelas se proyectar el marco con unespesor de 2 cm mayor que el espesor de aqullas con el fin dedisponer en la junta, entre el marco y las mismas, un mstiqueque garantice la impermeabilidad de la unin.En estos silos de duelas cuando el marco intercepta a los zunchos,

stos se fijarn al mismo. En tal caso se verificar el marco a laflexin, producida por los esfuerzos de traccin de los muchos quese fijen en l.


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El marco est formado por un perfil U realizado en chapa dobladade calibre 14. Se cuidar que este marco, en el caso de silosmonolticos, tenga un ancho inferior en 1 cm al espesor de lapared.Con esta precaucin se podr colocar el marco dentro delencofrado, evitando el amurado posterior del mismo.En el caso de los silos de duelas se proyectar el marco con unespesor de 2 cm mayor que el espesor de aqullas con el fin dedisponer en la junta, entre el marco y las mismas, un mstiqueque garantice la impermeabilidad de la unin.

En estos silos de duelas cuando el marco intercepta a los zunchos,stos


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La puerta en s estar constituida por una chapa de 3 cm deespesor rigidizada por dobladuras perimetrales. Para lograr unagradable efecto esttico es aconsejable doblar en punta dediamante.Por un lado, la puerta se fija con bisagras a uno de los parantesdel marco y por el otro se ancla con dos cerrojos. Se verificarn atraccin ambos elementos de fijacin. El esfuerzo ser elproductote la presin horizontal por la superficie de la puerta.

Para lograr la hermeticidad del silo se debe disponer un burlete degoma pegado al marco.

2.2.5ChuteDelante de la hilera de puertas debe colocarse un dispositivo queimpida que se desparrame el forraje al vaciar el silo.Este dispositivo se denomina chute y debe permitir el acceso alas puertas por lo que tendr el ancho mnimo indicado en la figura2 4.


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Existen varias formas de construir el chute, pero la ms prcticaconsiste en colocar aros metlicos vinculados a los zunchos o a lasarmaduras en los silos monolticos.Los aros se unen entre s por pequeos perfiles verticales derigidez y se cubre el conjunto con alambre tejido fino con lo que seevita que se desparrame el silaje al vaciar el silo. Esta solucinpermite la iluminacin interior del silo por las puertas. Lo dicho seobserva en la figura 2.3.En las figuras 2.4 y 2.5 se han indicado otras dos soluciones parala construccin del chute. Una de ellas realizada con mortero decemento sobre metal desplegado y la otra ejecutada en base aduelas de hormign.

2.2.6EscaleraPara tener acceso a las distintas puertas se deber prever unaescalera que corre en el interior del chute, haciendo ste las vecesde guarda hombre.


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Normalmente las escaleras se construyen con dos parantesformados por hierro ngulo de 31,7 x 3,2 mm sobre los cuales sesueldan escalones constituidos por barras reducidas de 16 mm.La escalera se fija a los zunchos mediante grapas, tales como lasindicadas en la figura 2-5.Estas tienen la ventaja de poder acomodarse a cualquier posicinque tengan los zunchos.

2.3 Carga y descarga del siloLa carga del silo se realiza por una boca ubicada en el techogeneralmente en el centro del mismo, que puede ser circular ocuadrada y de unos 50 cm de dimetro, o lado respectivamente.La descarga se efecta por las puertas laterales.Las operaciones de carga y descarga se pueden realizar tanto enforma manual como mecanizada.

2.3.1 operacin manualLa carga del silo se puede realizar con un emparvador y un lienzocuadrado de tres metros de lado para la colocacin del forraje.Tambin se puede acudir a un sistema similar al de elevacin delas espigas de maz en la troje. Dicho sistema consiste en un cableoblicuo que termina en un poste de unos tres metros de alturasobre el silo, diferencindose solamente en la sustitucin de la


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vagoneta por el lienzo, por resultar ms liviano y permitirtransportar mayor cantidad de forraje. Una vez volcado el forrajese distribuye uniformemente en capas de 30 cm, apisonndolasconvenientemente. Esta operacin se hace con el fin de desalojaral mximo el aire contenido entre los tallos y conseguir la

fermentacin lctica que se desea.Transcurridas tres semanas de la carga del silo, el forraje estarlisto para el consumo.

2.3.2 Operacin mecanizada.Para la carga, se usa una mquina picadora elevadora que pica elforraje en tronco de aproximadamente 2,5 cm de largo. El picado

fino evita la necesidad de compactar el forraje, cosa indispensablede realizar en la operacin de carga manual.Estas mquinas picadoras son similares a ventiladores helicoidalesen los que las paletas han sido reemplazadas por cuchillas. Elrendimiento normal de estas mquinas es de 20 t/h, requiriendopara su funcionamiento un motor de 20 HP.En cuanto a la descarga existen dos tipos de mecanizacin. Unopara extraccin del forraje por el chute y otro para salida delforraje por la base del silo.La primera forma consiste en un tornillo sinfn que extrae el silaje

y la entrega a una turbina la que lo expulse por la puerta del silo.El conjunto est montado sobre un chute con ruedas, que gira


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dentro del silo, quedando el cao de salida fijo a una puerta.Cuando el nivel del silaje ha bajado lo suficiente se cambia el caode salida, colocndola en una puerta ubicada a un nivel inferior.Este sistema presenta el inconveniente que exige la presencia deun hombre dentro del silo para las operaciones de cambio de

posicin del cao.En la segunda forma de operar, es decir, la que permite extraer elsilaje a nivel del suelo, se deja un conducto central de la masa delforraje de unos 60 cm de dimetro. Dicho conducto se hacecolocando un cao de igual dimetro y de dos metros de largo, enla parte inferior del silo y a medida que se va llenando, se iza elcao, dejando formado el conducto.Una vez lleno el silo se coloca sobre el forraje un simple tornillosinfn que, apoyado en el conducto central, gira dentro del silo ypuede adoptar cualquier direccin. El silaje arrancado por el sinfn

cae por el conducto central a una cinta transportadora que loextrae del silo.Antes de entrar al silo se deber tomar la precaucin de abrirtodas las puertas para que se produzca la salida del dixido decarbono. La fermentacin del forraje produce el mencionado gas,que por ser ms pesado que el aire queda en la parte inferior delsilo. Se comprueba su existencia si al introducir un farol de llama,sta se apaga.

3 CALCULO DE PRESIONES EN SILOS PARA FORRAJESEl forraje ensilado acciona sobre el silo en dos formas. Una setraduce en una presin horizontal que acta contra las paredes,originando en las mismas tensiones de traccin. La otra es unaverdadera friccin entre pared y forraje, generada a expensas dela presin horizontal y que se denomina presin de frotamiento.Es evidente que las presiones dependen del peso del forraje. Peroa su vez, ste depende de factores muy variables, tales como eltipo de forraje, el contenido de materia seca, la tcnica empleadaen el picado y fundamentalmente la altura del silo.

Es fcil comprender que frente a tan grande nmero de variableses imposible formular hiptesis conducentes a la determinacin deuna expresin terica de las presiones en silo de forrajes.Por estas razones se determinaron experimentalmente laspresiones en silos de forraje. Las primeras mediciones fueronrealizadas por F. H. King en 1900, obteniendo expresiones queposteriormente fueron corregidas por el New Jersey AgriculturalExperiment Station en el ao 1946. Este Instituto obtuvo para elforraje de maz y para un contenido de humedad de 75 5, lasiguiente expresin de las presiones laterales en silos verticales:

Pin = 89,98 h1,44


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Donde h, expresada en m, es la distancia del extremo superior delsilo al nivel considerado y pin es la correspondiente presin enkg/m3. Cuando el contenido de humedad es inferior al valorindicado, las presiones son menores que las dadas por la frmula,pero por razones de seguridad, se adoptan los valores de la

misma.Estudios posteriores realizados por el mismo Instituto pusieron demanifiesto la existencia de una relacin entre la presin horizontaly el dimetro del silo, proponiendo para silos de dimetrosmayores de 4,85 m la siguiente expresin de la presin horizontal:

Pin = 17,93 d h1,45

Para silos de 5 m de dimetro, ambas expresiones concuerdan.Por otra parte, estudios similares realizados por otras entidades,

tales como el American Concrete Institute, conducen a valoresmenores de la presin horizontal. A su vez, las investigacionesdesarrolladas en Alemania, Austria, Suecia y Dinamarca indicaranque la presin horizontal es funcin lineal de la altura eindependiente el dimetro.Como puede apreciarse por lo anteriormente indicado, el tema nose halla totalmente dilucidado, por ello y por razones de seguridadutilizaremos en lo que sigue para determinar la presin lateral enlos silos, la expresin dada en primer lugar.Los mismos estudios experimentales que condujeron a la

determinacin de esta expresin, permitieron tambin determinarla siguiente frmula para el clculo de la presin de rozamiento:

pin = 98 h1,08

La fuerza de rozamiento que se transmite a la pared ser:

Pw = pin dh

Pw = 47 b2,08 (t/m)

En el grfico 3 se ha representado la variacin de los valores de phy Pw, en funcin de la distancia del punto considerado al nivelsuperior del silo.


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4 SILOS DE DUELAS

Estos silos estn constituidos por losetas prefabricadas dehormign sin armar de pequeo espesor y que se colocan una allado de la otra, formando una circunferencia y zunchndolaexteriormente con barras de acero.La prefabricacin de estos elementos, fcilmente transportables ymontables dado sus reducidas dimensiones, permite levantar lossilos sin mayores exigencias de equipos y obreros especializados.Unido a ello, las menores armaduras que requieren frente a la quecorresponde colocar tanto en los silos monolticos como en los deplaca, ubica a los silos de duelas dentro de las soluciones ms

econmicas.Adems, los zunchos ubicados exteriormente se encuentrantotalmente protegidos del ataque del forraje, facilitndose tambinla reparacin del silo ante cualquier eventualidad.Estas son algunas de las muchas ventajas que ofrece el silo deduelas y ellas explican su enorme difusin en EEUU, a punto talque hasta el ao 1942 existen ms de medio millar en uso.

4.1 Duelas de hormignComo se ha dicho, las duelas son placas de hormign sin armarcuyas dimensiones, normalizadas en base a la experienciaadquirida, son: 30 cm de ancho, 1 m de largo y 6 m de espesor(ver figuras 4.1 y 4.2)


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Las duelas tienen en su contorno una ensambladura a lengeta, yse las ha proyectado de modo que sus juntas verticales seancontinuas y de direccin radial. Esta es la razn de la diferencia deanchos en ambos casos. Con las medidas indicadas ase puedenconstruir silos desde 3 m a 10 m de dimetro.Se empelan tambin medias duelas que se utilizan slo en elprimero y ltimo anillos colocndolas alternadas con las enteras.De esta forma se logra la traba en sentido vertical indispensable

para facilitar el montaje.


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Pueden estar constituidos por barras redondas de acero comn ode alto lmite de fluencia o incluso por alambre ovalado de altaresistencia. Deben ser capaces de resistir los esfuerzos originados

por la presin horizontal ph. Este esfuerzo que denominamos Z, secalcula mediante la siguiente expresin:

Dz = ph ---- = ph R

2En la que ph, es la presin o la altura considerando y D eldimetro del silo.La seccin de armadura necesaria por metro de altura de paredser:

ZSh = -----

hLos zunchos tienen sus extremos roscados para la puesta entensin. Existen dos formas. A) roscar directamente lasextremidades de las barras, o b) soldar en los extremos de lasmismas un trozo de varilla roscada de mayor dimetro paracompensar la disminucin de seccin motivada por el roscado.En el primer caso, la tensin h a introducir en la frmula ser una

cierta fraccin de la tensin admisible en el acero; la experienciaindica que corresponde tomar un factor de reduccin de ~ 0,70.


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Para el segundo caso se tomar como valor de h directamente latensin admisible. Para los aceros comnmente utilizados esaceptable el valor de 1400 kg/cm2. En consecuencia, se tiene:

Caso a)

h = 0,7 x 1400 ~ 1000 kg/cm2

Caso b)h = 1400 kg/cm

2

Para facilitar el clculo de los silos, en el grfico 4 se han llevadolas alturas sobre las ordenadas y sobre las abscisas en la escala

superior, los valores de las presiones en la pared y en la inferior,las secciones de armadura en cm2. El grfico ha sido trazado parah = 1000 kg/cm

2.

Para operar con el grfico se procede de la siguiente manera:a) Se busca la curva cuyo dimetro coincida con el adoptado

para el silo a calcular.b)Por la interaccin de la misma con la horizontal

correspondiente, a la altura que se considere se traza unavertical que en el eje horizontal, da la seccin dearmadura.


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c) Como complemento se han trazado escalas horizontalesque representan las distintas secciones de armadura paralas diversas separaciones de los varios hierros.

Para facilidad del montaje, no es aconsejable el empleo de dimetrosmayores de 14 mm. Siempre es preferible aumentar el nmero de

zunchos y no su seccin. En todos los casos se deber poner unnmero de 2 zunchos por suela. Adems se proveern por lo menosdos uniones en cada zuncho para asegurarse que la tensin dada alzuncho se distribuya uniformemente en todo el permetro de ste.La figura 4.4 indica distintas soluciones de manguitos para tesar loszunchos.

4.3 FundacinLa fundacin del silo slo es un elemento destinado a transferir lascargas del silo al terreno. Por tal motivo sobre ella inciden el pesopropio del silo (techo, paredes y fundacin), el peso del forraje, partedel cual es transmitido por frotamiento a la pared y el empuje delviento.Para determinar el peso propio del silo se calcula para una pared de 6cm de espesor de hormign armado. En cuanto al peso de la base sepuede despreciar. Para determinar la fuerza de frotamiento se usa la

curva indicada en el grfico 3.


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La accin del viento se determina sobre la base de una presinnormal de 175 kg/cm2 como lo establecen las nuevas disposicionesde la Junta nacional de Granos.La base en s estar formada por una zapata circular sobre la cualapoya la losa de fondo. La losa recibe la carga del forraje no

transmitida por frotamiento, la que es muy dbil, razn por la cual lafundacin de ella no es estructural: slo es un simple recubrimientoimpermeable. Para ello ser suficiente prever un espesor mnimo de 8cm de hormign sin armar cuidando de realizar juntas separadas noms de 4 m.Teniendo en cuenta las distintas solicitaciones de los silos y lossiguientes capacidades portantes de varios tipos de terrenos:Suelo tipo I . 4 kg/cm2Suelo tipo II.. 2 kg/cm2Suelo tipo III.1 kg/cm2

Se ha confeccionado la tabla VII que da las respectivas dimensionesde las zapatas de fundacin, segn los tipos de suelos y la altura delsilo.

El techo de los silos puede ser plano con ligera pendiente o cnico y

ambas soluciones pueden ser monolticas o prefabricadas.En todos los casos se cuidar de independizar el cuerpo del silo deltecho, con el fin de evitar la transmisin de fuerzas horizontales deeste ltimo al primero.

4.4.1 Losa planaSi la losa se construye monolticamente debe calcularse como placacircular y su armadura estar constituida por barras radiales yanulares.


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La figura 4.5 muestra una sencilla forma de distribuir las armaduras.Si llamamos Mr, al momento que acta en un plano radial y Mt al quelo hace tangencialmente, sus valores mximos estarn dados por lassiguientes expresiones:

Pr2Para el centro Mr + Mt = ----- (3 + )

16Para el borde Mr = 0

pr2Mt =----- (1 )

16p = carga total por unidad de superficier = radio del silo = coeficiente de Poisson del hormign, que en el presente caso ypara el clculo de los momentos puede despreciarse.

4.4.1.1. Losa plana prefabricadaEl inconveniente fundamental de la solucin anterior es la necesidadde construir un encofrado a gran altura. Se soluciona recurriendo aun entrepiso de viguetas prefabricadas.Se han desarrollado distintos tipos que conceptualmente responden aun mismo criterio: viguetas sobre las que apoyan bloques huecos quesalvan la distancia entre ellas moldendose luego una carpeta decompresin que confiere monolitismo al conjunto. La Figura 4.6ilustra una de estas cubiertas.


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Para fijar ideas diremos que para un dimetro de silo de 5 metros senecesitar una armadura inferior de acero aletado constituida por 2 14 y 1 8 superiormente.

4.4.2 Cubiertas laminaresEste tipo de cubierta presenta desde el punto de vista del consumode materiales una gran economa frente a los techos planos, dado sureducido espesor. En efecto, una bveda para ellos de dimetroscomunes requiere nada ms que 6 cm de espesor y una cantidadmnima de armadura. Pero exige la construccin de un encofradocostoso.Las cubiertas laminares pueden adoptar dos formas: esfrica ycnica. Dentro de esta ltima se describir una cubiertapremoldeada.

4.4.2.1 Cubierta esfrica

Consideramos a las cubiertas trabajando como membrana sinmomentos flectores.Por efectos de las cargas verticales se presentan dos esfuerzos en labveda (Fig. 4.7 a): esfuerzos dirigidos segn los meridianos (N) yesfuerzos dirigidos segn los paralelos (N).En las cubiertas esfricas los esfuerzos N debido a las cargasverticales son siempre que el ngulo 2 no pase de 51 50 ; apartir de este ngulo, y en la parte de la cubierta que queda pordebajo del mismo, los esfuerzos son de traccin.Si llamamos q a la carga vertical por metro cuadrado de superficie

cubierta, y que se compone de g = peso propio p = sobrecarga, setiene que los esfuerzos valen:


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a q

N = --------------- (1 cos cos 2 )

1 + cos

La cubierta debe ser soportada por un anillo de traccin en su base,anillo que a su vez apoya en la parte superior de la pared del silo(Fig. 4.7 c).Dicho anillo debe absorber el esfuerzo de traccin originado por lacompresin horizontal H del refuerzo N en el borde de la cubierta, osea para:

= 2

El valor de H es:


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H = N2 cos 2Y el esfuerzo de traccin:

a2 qsen 22

S = H a sen 2 = ----- ---------------

21 + cos 2

En una cubierta, los datos previos que se tienen son el dimetro delsilo, que llamaremos D y la flecha f.Indicaremos a continuacin las frmulas para calcular los valores de ay 2 o sea radio del casquete esfrico y semingulo al centro, y quees necesario conocer para aplicar las frmulas que dan los valores delos esfuerzos:

1 D2a = ---- (f + ------ )

4 fD

Sen 2 = -------2

El esfuerzo de traccin S debe ser absorbido exclusivamente porbarras de acero. La seccin necesaria de armadura se calcula por lafrmula:

S(kg)Sa = ------------------

1200 (kg/cm2)Para las bvedas comunes en este tipo de silo, se aconseja usar unaflecha igual a 1/10 del dimetro.Los esfuerzos que se obtienen son relativamente reducidos, por loque se acostumbra a dar a la bveda un espesor de 6 cm, que seconsidera suficiente, pues las tensiones son bajas y an permiten unamplio margen de seguridad con respecto a la tensin lmite

admisible para el hormign, que en este tipo de estructuras seacostumbra a tomar igual a 20 kg/cm2.Aunque por razones estticas no sera necesario disponer armaduraalguna, se coloca sin embargo una constituida por barras anulares yradiales, y cuyo objeto es dar a la estructura una seguridad adicionalcontra los efectos de las variaciones de temperatura y contraccin defraguado. Como el espesor es uniforme para las cubiertas comunes, oigual a 6 cm, se tiene que el peso propio ser:

G = 0,09 m x 2400 kg/m3 = 144 kg/2

Como valor de la sobrecarga puede tomarse 100 kg/cm2 tenindose as:


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q ~ 250 kg/m2Con estos valores y utilizando lasa frmulas anteriores, hemosconfeccionado la tabla VIII, que contiene los valores principalescorrespondientes a diversas cubiertas hasta 8 m de dimetro.

4.4.2.2 Cubierta cnicaLas cubiertas cnicas se comportan en forma anloga a las cubiertasesfricas, estando sometidas a esfuerzos de compresin dirigidossegn las directrices (N) y las generatrices (N).Las frmulas que dan los valores respectivos son:

q z

N = -- ---------- 2 sen2

N = -- q z ctg2

Siendo q = g + p = peso ms sobrecarga vertical.El esfuerzo de traccin que debe soportar el anillo de traccin vale:

q z2

S = ---------- cos 2 sen2


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calculndose la armadura en la misma forma que para la bvedaesfrica.Dado que los esfuerzos de compresin son reducidos, es suficientedar a la cubierta un espesor de 6 cm, para las dimensiones comunes

de los silos.El ngulo de inclinacin del techo puede tomarse entre 15 y 20 .En la Tabla IX se dan los valores principales, para cubiertas cnicasentre 3 y 8 m de dimetro.


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Una solucin interesante consiste en prefabricar las cubiertas cnicasusando placas premoldeadas de hormign. Con ello se une a laeconoma de las cubiertas cnicas las ventajas de la prefabricacin.Las placas son de forma trapecial con un espesor de 2,5 cmrigidizadas con nervaduras perimetrales, de 10 x 6 cm de seccin.


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La unin entre las placas se realiza mediante bulones que vinculan lasnervaduras longitudinales.En la figura 4.9 se han indicado las dimensiones de una placa para unsilo de 5 m de dimetro cuyo techo est formado por 12 elementos.

La placa se deber calcular para los siguientes estados:a) Transporte y manipuleo suponindola apoyada en ambos

extremos, considerando una sobrecarga de 50 kg/cm2.b)En servicio como parte integrante de una cubierta cnica

cuidando de verificar el anillo de traccin,, el que estconstituido por las nervaduras transversales de mayor largo ylos dos bulones extremos por donde se transmite el esfuerzo detraccin de una placa a otra.

Para simplificar el montaje se ha previsto un anillo central al quesde fijan las placas y que sirve de boca de carga. El anillo se cierra

mediante una tapa de hormign. La unin entre elementos se sellacon tiras de fieltro asfltico pegadas con asfalto fro.

4.5 Construccin del silo de duelasComo regla general toda construccin de forma circular secomienza clavando una slida estaca, la cual representar elcentro del silo y a su vez ser el nivel 0 de la construccin.Con centro en la estaca se marca con ayuda de un tirante demadera a modo de comps el anillo de la zapata iniciando laexcavacin, la que se continuar hasta terreno firme. Luego se

hormigota cuidando de nivelar correctamente la superficie de lazapata.Sobre dicha superficie se asientan las duelas de la primera hiladacon mortero de cemento 1:3, intercalando duelas con mediasduelas.En este primer anillo ser necesario flechar las duelas de 1 m dealtura para evitar que se caigan. La separacin entre duelas serde 1,5 cm para facilitar tanto la colocacin del mortero de unincomo la colocacin de la segunda hilera. Lo dicho se observa en lafigura 4.10.


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Una vez concluido el primer anillo se colocan los zunchos

cuidando de no apretarlos fuertemente hasta el da siguiente. Paraconstruir el segundo anillo se coloca mortero en la junta horizontal dela duela inferior y en las hendiduras de las juntas verticales. Sedesliza la duela entre las otras dos y finalmente, con ayuda de lacuchara, se carga la junta con mortero apretando fuertemente con lamisma.

En el ltimo anillo se colocan alternadamente las medias duelasque cierran el silo.

Si se desea lograr la desarmabilidad total del silo, se deberreemplazar el mortero de cemento por juntas elsticas.

La utilizacin de juntas formadas por fieltros asflticos hamostrado su eficiencia tanto desde el punto de vista econmico comotcnico.

La figura 4.11 ilustra un aspecto de la construccin de un silode duelas con juntas elsticas.


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5 SILOS PUENTEUna de las formas ms econmicas de ensilar forraje, y a la vez lams rudimentaria, la constituyen los denominados silos trincheros o silos subterrneos que no son otra cosa que excavaciones deforma paralelepipdica, que pueden o no poseer rampas de acceso ensus extremos y en los que se almacena el forraje.Esta forma de ensilar tiene sus inconvenientes. En primer lugar, noson adaptables a cualquier tipo de suelo, por cuanto si los mismosson muy arcillosos y poco permeables, se hace difcil la absorcin delos jugos que exuda el forraje. En segundo lugar, la proximidad de lasnapas freticas, con la posible afloracin de las mismas por el fondo,

crea un problema importante que puede conducir, lo mismo que en elcaso anterior, a la fermentacin ptrida del silaje, por exceso dehumedad. Finalmente diremos que el silo trinchera o subterrneo no permite la alimentacin directa del ganado, sinoque es necesario proceder previamente a la extraccin del silaje.Los inconvenientes mencionados condujeron al desarrollo deldenominado entre nosotros silo puente , en el que los mismosresultan eliminados.Este tipo de silo se construye sobre el nivel del terreno, generalmenteaprovechando una lomada o sobreelevacin del mismo y nunca en un

bajo. Consiste simplemente en dos paredes laterales de contencindel silaje, cuya altura sobre el terreno la experiencia indica que nodebe ser mayor de 2,40 m, no existiendo en lo que respecta a largo yancho otras limitaciones que las que imponen la disponibilidad deespacio y las de orden econmico.

5.1 Formas constructivas de los silos - puenteLas soluciones lgicas para la ejecucin de las paredes de los silos puente se basan en el empleo del hormign.Caben, fundamentalmente, dos posibilidades:

a)Ejecucin monoltica in situ.b)Prefabricacin en sus distintas variantes.


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De ambas debe preferirse la segunda, por sus evidentes ventajastanto constructivas como econmicas, a las que cabe agregar ladesarmabilidad, que permite el traslado del silo de un lugar a otrofcilmente.Nos ocuparemos a continuacin en detalle de dos soluciones

prefabricadas para silo puente y describiremos tambin una formaconstructiva, la Tilt up construction originaria de los estados nidosde Amrica, donde fuera desarrollada en un principio para laconstruccin de viviendas y que posteriormente se ha aplicado aotros tipos de construcciones, entre ellas, los silos puente.

5.1 1 Placas planas de bordes reforzadosEsta solucin se basa en la utilizacin de placas que, por los esfuerzosde sus bordes, tienen una seccin en forma de U.Las placas se empotran en el terreno, yuxtapuestas y unidas por

bulones con interposicin de una junta elstica para formar lasparedes del silo que trabajan as en voladizo.Las placas, cuyo espesor recomendado es de 5 cm en general,pueden tener un largo total de 3,10 m y un ancho que por razones defacilidad de transporte y maniobra, conviene limitar a 0,60 m.El largo de empotramiento es en general de 0,70 m, valor que puedevariar de acuerdo con el tipo de suelo. La figura 5.1 muestra losdetalles completos de la placa de un silo de 2 m de altura y la formade montaje para formar la pared.

5.1.2 Duelas armadas y postes de apoyoUna interesante solucin sobre la base de elementos prefabricados es

la que muestra la figura 5.2.


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Consiste en postes de 2,90 m de largo,, ubicados cada 2 m yenterrados 0,50 m que, a la mitad de su altura aproximadamente,apoyan sobre puntales de hormign armado que impiden suvolcamiento. Sobre estos postes apoyan duelas de 0,30 m x 2 m y 6cm de espesor, armadas con 4 6 mm, que superpuestas y fijadas

con pernos a los postes, forman la pared. Cada placa pesaaproximadamente 80 kg, lo que la hace fcilmente manejable por doshombres. Los postes son de seccin T de altura variable en el tramosuperior en voladizo. En la figura 5.2 pueden observarse los detallescompletos de esta solucin.

5.1.3 Paredes construidas por el sistema Tilt up Para la ejecucin de silos fijos no desarmables se utiliza en USA elsistema denominado Tilt up , de tanta difusin en viviendas.El sistema consiste en moldear las paredes de hormign sobre el

piso, haciendo coincidir el borde inferior de las placas con la lneabase de la pared. Una vez endurecido el hormign se colocan a lasplacas unos soportes de los cuales tira un tractor rebatiendo la paredcontra contrafrentes ejecutados previamente tal como se indica en lafigura 5.3.


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5.2 Presiones que solicitan la paredPara el clculo de las paredes del silo interesan los empujeshorizontales ya que, por ser la altura reducida frente a las otras dosdimensiones, las presiones verticales son despreciables.Slo se tiene un empuje lateral provocado por la presin del forraje yuna carga adicional originada por el peso de un tractor por encima delforraje para compactarlo y que acta en forma de carga concentradaen el borde superior.Los resultados de experiencias realizadas en silos construidos hanpermitido obtener el diagrama de cargas indicado en la figura 5.4para el clculo de los silos puente.


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Para estados intermedios de cargas el diagrama se desplazar hastahacerlo coincidir con la superficie horizontal del forraje en la formaque indica la figura. Resumiendo, las paredes de los silos secalcularn con una carga uniformemente repartida de valor490 kg/m2 desde el nivel del terreno hasta 0,60 m del borde superior,

y en esta ltima zona, con una carga de 610 kg/m2. En el extremosuperior se supone una carga concentrada de 90 kg/m.

5.3 Clculo de los silosEl clculo de estas estructuras responde a esquemas sencillos.A continuacin nos referiremos a los dos sistemas descriptos en elpargrafo 5.1.

5.3.1 Placas planas de bordes reforzadosEn este tipo de pared, cada placa trabaja independientemente, como

una viga empotrada. El momento flexor mximo, que es el valor quepermite dimensionar las secciones de hormign y armadura, seproduce en la seccin de empotramiento y se calcula mediante laexpresin:

Me = (245 l2 + 162 l 21,6)donde l, en metros, es el largo de placa que sobresale del terreno yMe, es el momento flexor mximo en la seccin de empotramiento.Para el dimensionado de la seccin de armadura y verificacin de lastensiones en el hormign, se considera a la seccin como rectangular,

distribuyndose la armadura de flexin en todo el ancho de la pieza.La placa en s se calcula a flexin apoyada en las armaduras para lapresin que corresponde al nivel considerado.

5.3.2 Duelas y columnasComo su nombre lo indica en esta solucin existen dos elementosestructurales perfectamente individualizados y que actanindependientemente, que son las duelas y las columnas.Las duelas se comportan como losas simplemente apoyadas en lascolumnas. Debern proyectarse para soportar la mxima solicitacin

del forraje y la componente horizontal del peso del tractor, para teneren cuenta los distintos estados de carga que se producen durante elllenado. En efecto, cuando se inicia el llenado del silo las duelasinferiores soportan la mxima carga distribuida y la componentehorizontal del peso del tractor, mientras que cuando se concluye elllenado del silo estas cargas pasan a incidir sobre las duelassuperiores. En definitiva, cuando se completa el llenado del silo todaslas duelas han debido soportar sucesivamente las mximas cargas.Luego, la carga uniformemente repartida con que se deben calcularlas duelas de un ancho a ser:

q =0,61 a + 0,090donde q est expresado en tm.


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Las columnas trabajan a flexin soportando el diagrama de cargasindicado en el pargrafo 5.2 multiplicado por la separacin entrecolumnas que en el caso de la figura 5.5 es S metros.

El esquema esttico es el de una viga empotrada en su extremoinferior y apoyada en un puntal. Se verificar la columna con losmximos momentos positivos y negativos, cuyas expresiones son:

Mximo negativo:

Mn = S (245 V2 + 162 21,6)

Vlido para V > 0,6 m

Mximo positivo:q2

2 S L2 3 MnMp = ------------ --- -------------

14,22 8

Donde:S = separacin entre columnas en mV = largo del voladizo en mq2 = 490 kg/m

2L = luz del tramo de columna en mEmpleando las unidades anteriores se obtendrn los momentos enkgm.Los puntales se calculan a compresin solicitados por la reaccin delas columnas. Se verificarn al pandeo.


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Como la unin entre la columna y el puntal se realiza con un perno,deben verificarse las tensiones de contacto entre el perno y elhormign.Finalmente se determinar la seccin de apoyo de la placa de asientodel puntal. Para ello ser necesario conocer la fuerza que comprime el

puntal (P) y adems la tensin admisible del terreno (t). La seccin Fde la placa ser:

PF = ------

t

La tensin admisible del terreno es una caracterstica de ste quepuede variar entre lmites muy amplios. Un valor prudente dado losuperficial de la fundacin, es 1 kg/cm2 a 1,5 kg/cm2. En tal caso es

silos con una altura mxima de 2,40 m cuyas columnas seencuentran separadas 2 m, la placa de asiento resulta de 40 x 50 cm.Con el objeto de evitar el armado de la pieza, se puede dar unespesor considerable con el fin de lograr que las tensiones sedistribuyan por corte y no por flexin. Un valor de 25 cm del espesorde la placa es suficiente para una seccin de apoyo de 40 x 50 cm.

6 PROYECTO Y CLCULO DE UN SILO PARA FORRAJEComo ejemplo, se proyectar y calcular a continuacin un silo paraalmacenar forraje destinado a la alimentacin de 40 vacas lecheras

durante 200 das, con silaje de maz.

Tonelaje a almacenarDe acuerdo con lo establecido, la racin diaria de silaje de maz deuna vaca lechera oscila entre 11,5 y 20 kg. Adoptando este ltimovalor, tenemos as que el tonelaje a almacenar en el silo ser:

40 x 20 x 200C = ----------------------- = 160 t

1000

DimensionesLa relacin entre altura y dimetro hemos visto que variar entre 2 y3,5. Para nuestro caso adoptaremos el primer valor, es decir H/D =2, o sea H = 2 D.El volumen del silo es:

1 D2V = ----- D2 H = ------

4 2

Luego:


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D = 3 2 V/

Si admitimos para el silaje un peso especfico de 0,65 t/m3, resulta:

V = 160 / 0,65 = 246 m3

D = 32 x 246/ = 5,40 m

H = 2 x 5,40 = 10,80 m ~ 11 m

En seguida se verificar si con esas dimensiones se cumple lacondicin de que, al extraer la racin diaria por capas de espesoruniforme, dicho espesor resulte comprendido entre 5 y 8 cm.El volumen diario a extraer ser:

20 x 40Vd= ----------- = 1,23 m3

0,650Y si llamamos h al espesor de la capa ser:

1Vd = ------ D2 h

4

4 Vd 4 x 1,23

h = -------- = ------------ = 0,054 m D2 3,14 x 5,42

luego las dimensiones son aceptables.

Clculo de los zunchosUtilizamos el grfico A.En altura, el silo tendr 11 duelas de 1 m de largo cada una.Numeramos las duelas de 1 a 11, contando de la parte inferior delsilo e indicaremos el procedimiento a seguir, detallndose para la

duela inferior.La duela N 1 se encuentra entre los 10 y 11 m de profundidad.Tomando la profundidad media, 10,5 m trazamos en el grfico 4 unahorizontal por este valor (ledo en la escala vertical de la izquierda),hasta cortar la curva correspondiente al dimetro del silo, o sea 5,40m.Por dicho punto, se baja una vertical, hasta la escala horizontalinferior, donde se lee el nmero de centmetros cuadrados de seccinde armadura, que es necesario colocar en la duela o sea 7,5 cm2.Falta ahora determinar el nmero de barras y su dimetro. Para ellose utilizan las pequeas escalas A, B, C y D que se encuentran en elinterior del grfico. Cada una de ellas corresponde a un dimetrodistinto.


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Conviene que los zunchos de la parte inferior sean del mayordimetro posible, compatible con la facilidad de colocacin, a fin dedisminuir su nmero, y a medida que se van elevando, se disminuyesu dimetro, hasta un mnimo de 8 mm.Adoptamos 14 para los zunchos inferiores.

Interceptando la escala con la vertical antes mencionada,encontraremos que la separacin de los zunchos debe ser de 20,7cm, luego como la duela tiene 1 m de alto, entrarn 5 zunchos de 14mm de dimetro.Procediendo de la misma manera para las restantes duelas, seindican en la tabla transcripta las secciones de la armadura y eldimetro de las barras necesarias.

Determinacin de la cantidad de duelasLas duelas tienen un ancho interior de 20 cm.Tomando en cuenta la junta, debemos considerar por duela unexceso de aproximadamente 1,5 cm, lo que da un ancho de 0,315 m.En consecuencia, el nmero de duelas necesario para cerrar unavuelta ser:

x D 3,14 x 5,46n = ---------- = ------------------- = 54 duelas

0,315 0,315Y para todo el silo:

N = 54 x 11 = 594 duelasque se repartirn en 567 duelas enteras y 54 medias duelas.

Fundacin

Admitimos que el terreno donde se fundar el silo corresponde al tipoII; es decir que se trata de un suelo arenoso arcilloso.


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De acuerdo con la tabla VII; tenemos que para 10,5 cm de alturacorresponde una zapata de 40 x 20 cm y para 12 m, de 55 x 25 cm.Como la altura del silo que estamos estudiando es de 11 m,tomaremos un valor medio, adoptando 45 cm de ancho por 25 cm deprofundidad.

El fondo del silo se cerrar mediante una losa de hormign simple de8 cm de espesor con la disposicin que muestra la figura 2,1.

TechoAdoptamos un techo cnico, de 15 de inclinacin.Como el dimetro interior es de 5,40 m, el dimetro en el eje de laschapas ser de 5,46 m.Para el clculo del techo adoptamos D = 5,50 m.De la tabla IX; sacamos para este valor:

Altura del cono en el centro: Z2 = 0,74 m.

N mx. = 1380 kg/m

N mx. = 2580 kg/m

La armadura estar constituida por 2 sistemas de barras de 6 mm dedimetro, uno anular y otro radial, estando el primero ubicado segnlas directrices y el otro segn las generatrices del cono. En ambossistemas, la separacin de las barras ser de 21,5 cm

aproximadamente, o sea que la seccin resultante de armadura serde 1,3 cm2/m.La mxima tensin del hormign ser, si admitimos n = 15

N mx.h = ------------------

bd + n Sa

2580 2580

h =----------------------- = ---------100 x 6 + 15 x 1,3 619,5

= 4,2 kg/cm2 < 20 kg/cm2

El anillo de traccin deber absorber un esfuerzo S = 3680 kg quesegn la tabla IX requiere 4 barras de 10 mm.Para que no aparezcan grietas en el hormign, la tensin de traccinen el mismo no deber exceder de un cierto valor, que se estima enn = 10 kg/cm

2.Para que esta condicin se cumpla, es necesario dar a la viga queencerrar las cuatro barras de 10 mm, una seccin tal que si


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llamamos Fi a la seccin ideal homogeneizada, formada por elhormign y las barras de armadura, se tenga:

S

-------- = 10 kg/cm2Fi

Como:

Fi = Sh + n Sa = Sh + 15 x 3,15 = Sh + 47,2

Luego:

S

-------------- = 10 kg/cm2Sh + 47,2

S------- = Sh + 47,2

10

Y finalmente:

S 3680

Sh = ------- -- 47,2 = --------- -- 47,2 = 321 cm2

10 10O sea que se necesita una viga de 16 x 20 cm. El detalle del techo seindica en la figura 6.1.


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II SILOS PARA GRANOS

7.ALMACENAMIENTOLa irregularidad del rendimiento de las cosechas y su distribucinen el mundo ha provocado siempre un consumo desigual decereales y como consecuencia ciertas alteraciones en su precio.Para asegurar un consumo ms uniforme de los productos y mayorregularidad en su cotizacin, ha sido preciso construir estacionesde almacenaje.En la actualidad tiende a generalizarse este almacenaje, que seefecta preferentemente en silos, para los granos en general,suprimiendo el costoso empleo de bolsas y reduciendo los gastos

de mano de obra.No es necesario ahondar en mayores detalles a este respecto,pues toda persona o institucin vinculada al agro, estperfectamente al tanto que el sistema de cosecha y demovimientos de granos en bolsas resulta ineficaz y antieconmico,por cuyo motivo se hace imprescindible revisar estos conceptos yarbitrar los medios necesarios para que la industria rural se encaresiguiendo el mismo rumbo de adelantos tcnicos que se observaen la industria en general.

7.1 VentajasEl sistema de cosecha y almacenamiento a granel adems deeliminar los graves problemas de la escasez de mano de obra,


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reporta extraordinarias ventajas econmicas que no admitendiscusin. A estas ventajas se suman otras cuya sola mencinhabla por s misma de ellas. Estas son:a) Proteccin del cereal del ataque de roedores y pjaros.b)Eliminacin de insectos y microorganismos en el caso de silos

hermticos.c) Supresin de los peligros derivados de los factores

climatolgicos y de incendio a que estn expuestas las bolsasen el rastrojo.

d)Eliminacin de los movimientos de las bolsas en el rastrojocomo consecuencia de las lluvias.

e) Supresin de las pilas de bolsas en el campo as como lacargada en el rastrojo.

f) Utilizacin inmediata del rastrojo para la hacienda.g)Uso del personal del establecimiento durante la cosecha, sin

recurrir a personal extrao.h)Eliminacin de prdidas por roturas de bolsas.i) Facilidad de fumigacin.j) Posibilidad de realizar mezcla o corte de cereales.k) Facilita el uso de secadoras y limpiadoras de cereal, pues en

caso de realizarlo con bolsas se deber cortar a stas y luegovolver a embolsar.

l) Posibilita la comercializacin en el momento oportuno porcuanto no existe ningn problema en prolongar elalmacenamiento.

8 CARACTERISTICAS DE LOS SILOS DE HORMIGON

Es conocido por todos que los enemigos de los cereales son: pjaros,roedores, insectos y microorganismos.Una primera impresin nos permite afirmar que cualquier tipo de siloprotege al cereal de los dos primeros enemigos. No ocurre lo mismopara los dos ltimos, ya que el nico silo que evita la reproduccin deellos es el de hormign.La razn de ello estriba en que los silos de hormign son hermticos

y atrmicos. Estas propiedades inherentes al hormign constituyenpor s mismas un seguro de vida para el cereal.Es sabido que tanto los insectos como los microorganismos (larvas,levaduras y bacterias) se desarrollan en presencia de oxgeno.Resulta, pues, evidente, que evitando la existencia de este ltimo sehabr eliminado la causa que facilita el desarrollo de estas plagas. Encambio, la existencia de anhdrido carbnico (CO2) no permite eldesarrollo de los microorganismos, y tenores del orden del 18 % sonletales para los insectos.

HermeticidadLa solucin al problema de la existencia de insectos ymicroorganismos es el silo hermtico.


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En efecto, el cereal sigue viviendo an despus de cortado. Su vidase manifiesta por una real respiracin: absorbe oxgeno y exhalaanhdrido carbnico. Luego si el cereal se lo encierra en un recipientehermtico absorber el oxgeno de la atmsfera confinada y exhalaranhdrido carbnico hasta saturar el ambiente. De esta forma el tenor

necesario para preservar el cereal se obtiene a expensas del mismo,sin ningn gesto adicional.

AtermicidadDesde el punto de vista de la conservacin del cereal, es de capitalimportancia que las paredes del silo sean aislantes del calor. Enefecto, tanto el grano almacenado como el aire interior poseen uncierto grado de humedad. Si la temperatura exterior desciende y lasparedes se enfran, se produce condensacin de humedad en elparamento interior, lo que humedece al cereal y puede dar origen a

un principio de putrefaccin.

8.1 Distintos tipos de silos

Existen dos tipos de silos de hormign: monolticos y prefabricados.El primer tipo constituye una solucin econmica paraalmacenamientos superiores a las 500 toneladas por silo. Enconsecuencia esta solucin es la ms indicada para silos terminales yen estaciones ferroviarias, cooperativas, etc.Su ejecucin se realiza utilizando los clsicos encofrados deslizantes

para volmenes grandes o tambin encofrados fijos para silospequeos.

Para silos de chacra, donde los tonelajes acumulados son muchomenores la solucin tcnica econmica ms conveniente consiste en

el silo prefabricado.


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La utilizacin de la prefabricacin en la construccin de silos, une alas ventajas propias del hormign la de posibilitar el desarme ytraslado de los silos.Ello significa que con poco costo el silo puede ser transportado de unlugar a otro y vuelto a montar nuevamente. Adems la prefabricacin

asegura la obtencin de un material de calidad superior y uniforme,ya que en fbrica es posible realizar un control de materiales, manode obra y ejecucin que muchas veces es difcil lograr en obra con lamisma eficiencia.Existen distintas soluciones en silos prefabricados de hormign, todasellas enteramente satisfactorias desde los puntos de vista delcomportamiento estructural y de sus condiciones de almacenaje.Unas soluciones se basan en el empleo de placas de hormign y otrasestn constituidas por duelas zunchadas.Los silos del primer tipo estn constituidos por placas similares a las

utilizadas en los tanques australianos, unidas por pernos, aunqueexisten casos en que stos slo tienen una funcin de fijacin y loselementos resistentes lo constituyen zunchos similares a los usadosen los silos de duela.Las placas pueden ser curvas o planas, presentando cada unadiversas ventajas, que no permiten discernir la conveniencia de uno uotro sistema.Un detalle a cuidar muy especialmente es la unin entre placas,cuando sta es resistente y se realiza por medio de pernos, por losefectos locales de construccin de tensiones en el hormign que se

debern verificar. Estos efectos son:- Compresin en el hormign por la cabeza del buln.- Punzonado producido por la cabeza del buln.

Para mantener la presin sobre el hormign dentro de lmitesrazonables, es necesario interponer arandelas que permitan ladistribucin de tensiones, siendo conveniente no superar los 40kg/cm2.El punzonado es el efecto que determina la altura de la viga de borde.Esta a su vez deber verificarse a flexin bajo la accin del esfuerzode traccin y la carga de los bulones, comportndose como viga

continua.Tres son los tipos de placas que se construyen en el pas:a) Placas de medidas variables.b)Placas planas con refuerzos que forman columnas.c) Placas nervuradas.

El primer sistema tiene la caracterstica de mantener constante laarmadura, razn por la cual la placa disminuye su altura con la delsilo.Presentan la ventaja de individualizarse por su forma su ubicacin enel silo.El segundo sistema consiste en placas cuyas uniones verticales estnrealizadas en la forma clsica con bulones que oprimen a sendos


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refuerzos de la placa. Las costeras horizontales se hacen con junta altope a doble rebajo de bulones.El ltimo sistema presenta la particularidad que las placas estnreforzadas diagonalmente por medio de nervios cruzados.En cuanto a los silos de duelas, tanto la descripcin de sus elementos

como la de sus mtodos constructivos, ha sido realizada con tododetalle cuando se trataron los silos para forrajes, en la primera partede esta publicacin.Las figuras 8.2 y 8.5 muestran algunas realizaciones de silosprefabricados.


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Todos ofrecen la ventaja de una gran facilidad de montaje similar a lade los tanques australianos, sin necesidad de acudir a equipos ymano de obra especializados.Consideramos de inters destacar la bondad de los silos deduelas, porla facilidad de ejecucin de estos ltimos, que pueden, sin mayor

inconveniente, ser fabricados en la misma chacra.Las nicas variantes que presentan los silos de duelas para granos,con respecto a los de forraje, consisten en el diseo de la puerta paraextraccin del grano y el clculo de los zunchos, los cuales debernabsorber los esfuerzos de traccin originados por la presin delcereal, que son mayores que los que origina el forraje.En la figura 8.7 puede observarse un tipo de puerta para silos degranos.


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El conjunto est constituido por un marco y una puerta. El marco selo ha proyectado con perfiles de seccin U realizados en chapadoblada N 14 o perfil U N 8. Se ha cuidado de fijar un ancho de 8cm al marco con el fin de poder colocar en la puerta, entre marco y


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duelas, mstil que garantice la impermeabilidad de la unin. Cuandolos zunchos intercepten al marco, aqullos se fijarn a ste, en cuyocaso se deber verificar el marco a la flexin, producida por losesfuerzos de traccin de los zunchos que se fijan a l.La puerta est realizada en chapa de 3 mm de espesor y en el centro

se halla ubicado un cilindro, de 30 cm de dimetro y unos 40 cm delargo. Este cilindro colocado con un ngulo de 35 respecto a lahorizontal, sirve para la colocacin del cargador helicoidal o sinfn.Se debern verificar las bisagras y cerrojos con el esfuerzo provocadopor la presin horizontal del cereal.En cuanto a los fosos de noria, que pueden ser de planta circular,resulta de particular inters el uso de duelas de hormign,fundamentalmente en los casos que se deben atravesar napas deagua. La figura 8.8 indica esta solucin con suficiente claridad.

8.2 Ventajas del silo de hormign

Las ventajas de este material son bien conocidas y apreciadas portodos los poseedores de silos de hormign. Para aqullos que an nohayan utilizado este tipo de silos se indican a continuacin laspropiedades de los silos de hormign:

a) Son hermticos: Lo que facilita su desinfeccin y disminuye laactividad de insectos y bacterias. Este es el resultado de laatmsfera confinada con elevado tenor de CO2.

Esta circunstancia se traduce en una considerable economa, por

cuanto en los silos que no son hermticos, el cereal experimentauna sensible merma de peso.En el grfico 5 se puede observar la prdida de peso registrada alalmacenar trigo en silos hermticos, y la resultante de almacenaren silo comn. Es conveniente destacar que estos grficos son elresultado de mediciones efectuadas en nuestro pas. Entendemosque el grfico es lo suficientemente elocuente como paraeximirnos de todo comentario. Conviene aclarar adems que lahermeticidad evita el problema del revenido del cereal comoconsecuencia de los cambios de estacin.


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b)Son atrmicos: lo que evita el problema de la hidrofugacin o

migracin de humedad, problema que consiste en latransferencia de la humedad del grano a la capa superior deste, como consecuencia del enfriamiento de la pared del silo.

c) Son extraordinariamente resistentes a los agentes climticos ycomo consecuencia de ello, su vida til es considerable y losgastos de mantenimiento prcticamente nulos.

d)Su elevado peso le confiere una estabilidad poco comn frenteal efecto del viento.

e) Son fciles de limpiar: ello es la consecuencia de la ausencia decolumnas y rebordes en el interior del cilindro.

Es conveniente recordar que los silos de chapa poseen columnasen su interior en cantidades variables entre 18 y 24 segn susdimetros, con la consiguiente dificultad de limpieza de la unin

columna chapa.Esta circunstancia es sumamente apreciada, principalmente por lossemilleros, pues la pureza del producto les exige una prolijalimpieza.f) Dualidad de uso: son los nicos silos que pueden ser usados

tanto para granos como para forraje verde, ya que el hormigntolera los ambiente cidos.

g)Techos fuertes que soportan el trnsito de personas encualquier punto de ellos (100 kg/2 de sobrecarga til).

h)Bases de fundacin pequeas y simples: resultado de suelevado peso que no obliga a disponer anclajes contra la accindel viento.

9 DETERMINACION DE PRESIONES EN LAS PAREDESLa accin del cereal sobre la pared del silo se traduce en una presinhorizontal que tracciona a las paredes y una presin de frotamientogenerada a expensas del rozamiento entre el cereal y la pared.En base al esquema anterior una gran cantidad de investigadores,desarrollaron frmulas prcticamente coincidentes. Durante largotiempo se aplicaron dichas frmulas, hasta que la experiencia

acumulada a travs del tiempo permiti observar ciertas anomalasentre los valores reales y tericos.


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Esta situacin evidenci la necesidad de rever dichas expresiones.Posteriores estudios mostraron la aparicin de fuertes presiones en elmomento de la descarga, denominadas presiones dinmicas o devaciado, localizadas en la parte superior del silo.Las frmulas que dan los valores mximos de las presiones en los

silos para materiales granulares, corresponden a las deducidas sobrela base de la teora clsica, pues las mediciones disponibles noevidenciaron la necesidad de su reemplazo. Las presiones siguensiendo funcin lineal del medio hidrulico.En definitiva, las presiones en los silos se calcularn teniendo encuenta tanto el vaciado como el llenado. En el fondo del silo sedeterminarn las presiones slo para el llenado. En la parte superiordel silo, se calcularn las presiones para el momento del vaciadohasta un punto situado a de la altura H 1,2 veces el dimetro (elque resulte menor)

Entre este punto y el fondo la variacin ser lineal, como puedeobservarse en la figura 9.1.

Las expresiones que dan los valores de las presiones horizontales(ph) y las de rozamiento (pw) son las siguientes:

Para el vaciado: F F

phv = --------- pwv = --------- U U

donde:

= peso especfico del material ensilado, que para granos se tomaigual a 0,8 t/m3.

F = rea de la seccin transversal del silo.

U = permetro


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Resulta evidente que dado el excesivo ancho del silo en relacin ala altura, no existe, en este caso, la reduccin del empuje porefecto del rozamiento cereal a pared.En consecuencia, la determinacin de presiones se realiza en basea la teora de empujes de tierra con los coeficientes quecorresponden al cereal:

( = 0,8 t/m3 , = 30 )

ph = Z tg2 ( 45 /2)

10 DIMENSIONADO DE LOS SILOS PARA GRANOS

Los elementos constructivos de un silo los podemos dividir en:

techo, pared, base y tolva.A continuacin pasaremos a referirnos brevemente a cada uno deellos con el fin de delinear la geometra del silo. Una vez fijadasta, se podr entrar al clculo de aqul.

TechoEn el caso de silos aislados, el techo en general es cnico oesfrico. En cualquiera de los casos puede calcularse comocubierta laminar (ver silos de forraje).Las pendientes para este tipo de cubiertas quedan comprendidas

entre 15 y 35 . El primer valor queda fijado por el ngulo detalud interno del cereal que vara de 25 a 28 .En cuanto al valor mximo de 35 resulta del ngulo de carga deltornillo sinfn o cargador helicoidal que es de 37 . Si el ngulo deltecho fuera mayor no se podra cargar el silo. En caso contrario laboca de carga del silo se alejara demasiado de la del sinfn.Las condiciones citadas fijan un valor medio de 30 que cumplesatisfactoriamente con todas las situaciones.

Base y tolva

Existe conciencia formada en el campo acerca de la necesidad debases cnicas. La experiencia indica como necesario fijar un


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ngulo mnimo de 35 para dar mayor facilidad de escurrimientoal cereal.

ParedEn general la pared de los silos adopta la forma cilndrica por

razones de economa. En nuestro medio rural es nfimo elporcentaje de silos de seccin poligonal. Debido a ello slo nosreferiremos a los silos de planta circular. Para fijar la geometradel silo slo falta determinar el dimetro y la altura. Mientras lasnecesidades del proyecto no impongan limitaciones serconveniente determinar las dimensiones en base a ciertos criterioseconmicos que pasamos a comentar.

10.1 Dimensiones econmicas de los silosSiendo el silo un envase, le corresponden las propiedades

comunes a stos. En particular, el de las dimensiones que lo hacenms barato. Es sabido que de todas las formas la ms econmica esla circular, por tener el menor permetro para una dada superficie.Luego el estudio lo referiremos a esta forma.En el caso de los envases pequeos, donde los esfuerzos sondesestimables, el problema se resuelve sobre la base de hallar unarelacin altura dimetro que haga mnima la superficie lateral total.Dicha relacin es igual a la unidad.En el caso de los silos, al existir refuerzos importantes, la relacineconmica H/D pudiera ser otra. Por ello el planteo se hace sobre la

base de hallar un dimetro que haga mnimo el consumo de acero.Partiendo de la expresin de las presiones y teniendo en cuenta la delos esfuerzos, podemos hallar una funcin que ligue a la seccin dearmadura por metro con el dimetro y la altura. Operando llegamos auna expresin igual a la anterior.Este criterio no tiene en cuenta procedimientos constructivos. Porello, entendemos que puede ser de aplicacin en los silospremoldeados livianos, principalmente los de duelas, en donde laeconoma radica en la armadura, ya que la duela es de espesorconstante.

Esta relacin econmica no debe extrapolarse en ningn caso paraplantas de silos en donde intervienen otros factores, como norias,pozos de noria, etc, que distorsionan la relacin anterior.

10.2 Esfuerzos en techos, paredes, fondo y fundacionesTechoEn el caso de silos aislados, el techo en general es cnico o esfrico,pudindose calcular como cubiertas laminares, dada su graneconoma.En plantas de silos estos pueden ser planos, calculndose como losas.En todos los casos se recomienda prever un mnimo de 100 kg/m2, desobrecarga. En general no es necesaria la verificacin por viento,


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Tal es el caso de muchas localidades de la provincia de Buenos Aires,como 25 de Mayo, saladillo, Tapalqu, Roque Prez, Bolvar,Chacabuco, etc. En tales casos, elementales razones de seguridadobligan a alejar los conos de los silos del nivel de la napa.Ello se puede lograr econmicamente slo en los silos de hormign.Para ello se rellena el silo con tierra bien compactada o suelos cemento elevando as el nivel del cono como puede observarse en lafigura 10.1.

11INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS PARA ELMOVIMIENTO DEL CEREAL

Los silos no existen como elementos de almacenamiento aislados,sino formado parte integrante de un todo que se denomina plantade silos . La planta de silos adquiere su forma ms elemental en lachacra, y recorre una serie de casos intermedios hasta llegar a la altamecanizacin de los elevadores de granos. Desde este punto de vista,se deberan prever elementos accesorios que posibiliten o faciliten las

operaciones de carga y descarga. Estos elementos son los pozos denorias y tolvas de recepcin. Los silos se vincularn a estoselementos mediante mquinas para el movimiento del cereal.Luego, la ubicacin de los elementos entre s ser funcin del tipo demquina usada. Para comprender el problema se recuerda que todaplanta, incluyendo los silos de chacra, en su fase operativa mselemental, debe permitir la realizacin de los siguientes movimientos:carga del silo, trasile y descarga del silo a camin.Acudiendo a elementos de uso corriente en la chacra, se puedenemplear distintas formas para resolver el problema de carga y

descarga del silo en forma elemental.


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La solucin indicada en la figura 11.1 consiste en la utilizacin delclsico elevador carril utilizado comnmente para la ejecucin de lastrojes en las zonas maiceras.Es indudable que estos sistemas son de bajo movimiento y exigen unconsumo elevado de mano de obra.

11.1 Mquinas transportablesEstos inconvenientes son eliminados por las diversas mquinas, tantotransportables como fijas, que existen en plaza y que a continuacinse comentan. Sobre el particular el mercado ofrece tanto mquinastransportables como fijas, cosa que veremos a continuacin.

11.1.1 Sinfn o cargador helicoidalSe trata de un cargador helicoidal cuyo principio de funcionamientose basa en el tornillo de Arqumedes. Es un cao con una roscainterior que gira descansando sobre el cao guiado por rulemanesfijos a la cabeza de la mquina. (Fig. 11.2)


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Un bastidor mvil le permite alcanzar una gama de alturas yngulos para facilitar la ubicacin de la mquina.Su uso se circunscribe a las instalaciones de chacra. Presenta elinconveniente de que rompe grano, principalmente el maz.

11.1.2 PaleteadoresEn su forma ms elemental estn constituidos por un pequeo

sinfn que alimenta a la turbina, la cual impele al cereal por accinmecnica y neumtica combinadas(Fig. 11.3).

En la parte superior completa una cubierta flexible que permiteconducir el creal a distintos puntos sin necesidad de mover el equipo.


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Esta solucin presenta el inconveniente que el golpe de las paletascontra el cereal provoca roturas considerables en los granos.

11.1.3 Mquinas neumticasEstn constituidas por un ventilador centrfugo de gran potencia el

que origina una depresin en el tubo de aspiracin, succionando elcereal. Este es conducido a travs de un cicln y expelido por lamisma corriente de aire (Fig. 11.4).Las conexiones de aspiracin y elevacin se realizan con caeraflexible. Un hombre colocado en el extremo de aspiracin puedelimpiar de cereal todo el recipiente, an cuando se tenga fondo plano,pues la mquina acta como una aspiradora.El inconveniente principal de estas mquinas es su elevado costo, ascomo tambin su bajo rendimiento. Requieren una potencia del ordende 40 HP para mover 15 t/h de cereal.

11.2 Mquinas fijasComo su nombre lo indica son elementos que no se pueden vincular

en forma directa con los silos. Es necesario conducir al cereal hastasus bocas de carga y desde sus bocas de descarga a los distintospuntos de destino (camin, silo, etc).Esta conexin, en su forma ms sencilla, se realiza mediante caos(subterrneos o areos).Para no confundir al lector slo hablaremos de las norias. Estos sonelementos de transporte vertical constituidos por una correa a la cualse fijan unos baldes denominados cangilones. Estos se cargan en laparte inferior de la noria por inmersin en la masa de cereal queconduce un cao subterrneo al interior del pie de noria. En la parte

superior, el balde descarga por fuerza centrfuga siendo conducido elcereal a travs de la caera area a su punto de destino.


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Resumiendo, vemos que las instalaciones complementarias lasdebemos dividir en igual forma que las mquinas, es decir paramquinas transportables y fijas.En general las primeras tienen como caractersticas comunes unelemento de succin. Para facilitar la colocacin de este elemento y

brindar comodidad de maniobra se ejecutan las tolvas como conoscon un piso de rejas en su parte superior.Para colocar el sinfn ste pasar por encima del piso y una vez enposicin se levantar la parte del piso correspondiente colocando suextremo inferior dentro de la tolva. Luego se cubrir nuevamente conlas rejas para que pase por encima del carrito.Es conveniente destacar que para ciertas plantas no sonindispensables estas tolvas, pues se puede descargar en formadirecta el acoplado al sinfn. El inconveniente de esta operacinestriba en la descarga, lo que implica una demora de 15 minutos para

acoplados de 5 t/h. Estas demoras en la descarga obligan a disponerde un mayor nmero de acoplados. Por tal motivo se prefiere la tolvaen donde se puede descargar bruscamente el carrito.En el caso de instalaciones fijas con norias resulta indispensableposeer tolvas de recepcin, pues no existe otra forma de alimentar alas norias.La capacidad de estas tolvas se obtiene en funcin del tiempo que setarda en descargar un camin a granel condicionndolo al caudal dela noria para medio da de trabajo. El resultado son tolvas de 30 t decapacidad mnima. Sus formas son muy variadas, pues dependen de

su ubicacin en la planta.En las figuras 11.5 y 11.6 se indican dos tipos de tolva, una paracamin y otra de una reja para servicio de carritos y tambin decamiones. Slo se aconseja el uso de esta tolva en instalaciones conpoco movimiento debida a la lentitud de la descarga del camin. Lafigura 11.7 muestra a esta tolva ejecutada con elementospremoldeados de hormign (duelas y vigas).


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12. PROYECTO Y CALCULO DE UN SILO DE DUELAS PARAGRANOSCon el fin de concretar nuestros comentarios sobre el silo de duelasse desarrolla el presente ejemplo de clculo para un silo de unacapacidad de 200 m3. se ha elegido dicho volumen por ser uno de lossilos de uso ms general en nuestro campo.En primer lugar se debe proyectar el silo. Para ello enviamos al lectoral apartado 10.En l vimos qu razones econmicas obligan a determinar un silocuyo diametro D sea igual a la altura.En base a ello podemos escribir:

D2------ = D = 200 m3

4

D = 800/ = 6,35 m

En consecuencia, se tendrn 64 duelas por vuelta. Teniendo encuenta las pendientes de techo (30 ) y base (35 ) definimos lageometra del silo en la forma indicada en la figura 12.1.


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Conociendo el silo se determinan los empujes para cada uno de loselementos constitutivos de ste.

TechoEste soporta la presin del viento y el peso de uno o dos hombres.Dada la pendiente de la cubierta 30 - la accin del viento resultapequea,, por lo que a los efectos del clculo del techo se toma encuenta una carga vertical de 180 kg/m2, a la que habr que

incrementarla con el peso propio de la cubierta.Las cubiertas cnicas estn sometidas a esfuerzos de compresinsegn directrices y generatrices cuyos valores se determinan por lassiguientes expresiones:

q . zN = --------------

2 sen2

N = - q. x cotg2

1,85 m . 220 kg/m2N = -------------------------------------- = 815 kg/m

2 . 0,25

1N = 1,85 m . 550 kg/m

2 . -------- = 1200 kg/mtg2 30


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Adoptando 3 cm de espesor de hormign y con armadura mnima de 6 c/25 para evitar fisuras por retraccin, resulta la siguiente tensinen el hormign:

1200

h = ---------------- = 2,4 kg/cm25 x 100

En cuanto al anillo de traccin, el esfuerzo que soporta est dado porla siguiente expresin:

q . Z1S = -------------------- cos

2 sen2

220 kg/m2 x 1,85 mS = ----------------------------- 0,866 = 2200 kg

2 x 0,25

Este esfuerzo ser absorbido ntegramente por los hierros. Luego, laseccin se stos ser:

2200 kgSa = --------------------- = 1,6 cm

2 4 8 mm

1400 kg/cm2

Para evitar la fisuracin del anillo de traccin, se determinar unaseccin de hormign tal que la tensin de traccin en este ltimo nosupere los 20 kg/cm2:

2200 kgSh = ---------------- = 110 cm

220 kg/cm2

Se adopta una seccin de 15 x 15. Calcularemos la carga por metrode pared que transmite el techo. A esta carga la llamaremos p y suvalor est dado por la siguiente expresin:

220 kg/m2 x x D/2 x 3,50 mP = --------------------------------------- = 385 kg/m

D

CilindroEst solicitado a traccin por la presin horizontal del cereal y a flexo compresin por la combinacin del empuje del viento con el pesopropio o con peso propio ms el frotamiento cereal pared.Para ganar en claridad se calcularn en primer trmino los esfuerzos.


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Esfuerzos provocados por el cerealEstos ya han sido comentados en el apartado 9, razn por la cualpasaremos a la aplicacin de las frmulas all indicadas.En primer lugar determinaremos el punto de transicin recta del

diagrama as como las constantes para el llenado y vaciado.

Vaciado

x 6,402F = --------------- = 32 m2

4

U = x 6,40 = 20 m

= tg 0,6 x 30 = 0,325

= 1

32Zo = ----------------------------- = 4,9 m

1 x 0,325 x 20

0,8 x 32ph = ----------------------- = 3,95 x 0,325 x 20

Llenado

= tg 0,75 x 30 = 0,415

= 0,5

32Zo = ---------------------- = 7,7 m

0,5 x 0,415 x 20

0,8 x 32ph = ---------------------- = 3,08 x

0,415 x 20

Altura desde el fondo del cono hasta el punto de identificacin rectadel diagrama.


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suponiendo el roscado de la varilla de los zunchos.

Conociendo los zunchos, slo resta verificar la parte inferior del anilloy la base.

Verificacin del anilloEl anillo trabaja a flexo compresin debido a la accin del viento ypeso propio combinado por el rozamiento cereal/ pared. Adems,debido a la accin del viento se deber verificar la seguridad alvuelco.Mientras la relacin altura / dimetro no sobrepase el valor 2,5 no esnecesario realizar esta verificacin. No obstante ello y con el fin demostrar el procedimiento se realiza a continuacin el clculo.El anillo as como la base se verificarn por la clsica expresin de

flexin compuesta:

N M = ------- ------

F WLa tensin mxima a silo lleno no exceder de la admisible para elhormign o el terreno en el caso de la base. La mnima a silo vaco nopodr ser de traccin. El significado de los valores es el siguiente:

N = esfuerzo normal mximo o mnimo en toda la circunferencia;

F = seccin en planta del anillo de duelas o de la base;M = momento flexor provocado por el viento;


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W = mdulo resistente del anillo de duelas o de la base.

Verificacin del cilindroPeso total del techo = 7900 kgPeso total del cilindro x 6,4 x 0,06

x 2400 = 29 000 kg------------------

36900 kg

Rozamiento cereal pared. Ser el acumulado de

78100 kgpw = x D = 3,90 x 6,4 = ----------

115 000 kg

F = x 640 cm x 6 cm = 12 000 cm2

(D4 d4) 6,44 6,284

W = ------------- = -------- x --------------- = 1,84 m2

32 D 32 6,4

175 kg 6,32M = --------- x 0,65 x 6,4 m x ------ = 14400kg

m2 2

115 000 kg 1 440 000 kg/cmmax = ----------------+ ----------------------- = 9,6 + 0,78 = 10,38kg/cm2

12 000 cm

2

1 840 000 cm

2

36 900min = -------------- -- 0,78 = 3,08 0,78 = 2,3 kg/cm

212 000

Seguridad al vuelcoEl peso propio es el elemento equilibrante del vuelco provocado por elviento. Su momento respecto al centro de vuelco vale:


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M2 = 36,9 x 3,2 = 118 tm

118v = ------- = 8,2

14,4

Como adelantramos no es necesario realizar estas verificaciones ensilos de poca esbeltez. Slo cabe preocuparse por silos pararelaciones altura dimetro mayores de 2,5.

BasesEl anillo de base es solicitado por los mismos esfuerzos anteriores,slo habr que cuidar que las tensiones no sobrepasen las admisiblespara el terreno de fundacin. La Junta Nacional de Granos establece

como valor lmite a 1 kg/cm2.Se proyectar una zapata mnima de 0,50 de ancho por 30 cm dealtura por razones constructivas

F = x 640 x 50 = 100 000 cm2

(6,864 5,864) (2200 1150)W = --------------------- = ---------------------- = 15,3 m3

32 x 6,70 32 x 6,70

115 000 1 440 000max = ---------- + ----------------- = 1,15 + 0,095 = 1,25 kg/cm

2100 000 1530000

36900min = ---------- -- 0,095 = 0,36 0,095= 0,27 kg/cm

2100 000

An resta verificar el punzonado

115 000 115 000 p = --------------- = ----------------- = 1,02 kg/cm2

2 x 6,40 x 30 112 000

Dadas las dimensiones de la base, la carga se distribuye por corte yno por flexin, razn por la cual no se disponen armaduras.En definitiva las medidas y detalles del silo se observan en la figura12.3.


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silos concreto

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