Estructuras y Máquinas: Fundamentos de Tecnología para Estudiantes

Propiedades Mecánicas de los Materiales

La resistencia de un elemento de una estructura depende de las propiedades mecánicas del material con el que está construido.

Las principales fuerzas mecánicas de los materiales son: resistencia mecánica, dureza, elasticidad, plasticidad y tenacidad. Las principales fuerzas que pueden actuar sobre un material son: compresión, flexión, torsión...

Los ensayos son procedimientos normalizados que permiten conocer y cuantificar las características y las propiedades de los materiales. Los ensayos mecánicos permiten conocer las propiedades mecánicas de los materiales. Los principales ensayos mecánicos son los de: dureza, tracción...

Estabilidad Estructural

Una estructura es estable cuando no cae o vuelca al someter una fuerza sobre ella. La estabilidad de una estructura aumenta:

• Cuanto mayor sea la relación entre la superficie de la base y su altura.
• Cuanto más bajo esté el centro de gravedad.

Tipos de Estructuras

Según el tipo de elementos componentes, se distinguen:

• Estructuras masivas: muros...
• Estructuras de barras: pueden ser trianguladas.
• Estructuras laminares: están formadas por planchas, como la carrocería de un coche.
• Estructuras colgadas: sus principales elementos son cables y tensores.

Por la movilidad de sus elementos, pueden ser rígidas o articuladas, y por la situación de los elementos que soportan mayor esfuerzo, pueden ser horizontales y verticales.

• Una estructura rígida es aquella que, al someterla a diferentes esfuerzos, no se puede deformar sin que se rompa alguno de sus elementos.
• Una estructura articulada es la que se deforma por medio del desplazamiento de sus elementos al aplicarle una fuerza.
• Las estructuras verticales son las que tienen en posición vertical los elementos que soportan mayores esfuerzos; estos elementos hacen el trabajo de compresión.
• Las estructuras horizontales son las que tienen en posición horizontal los elementos que soportan mayores esfuerzos. Las estructuras horizontales utilizan arcos y bóvedas; sus elementos sometidos a esfuerzos de flexión se llaman vigas, y los que soportan esfuerzos de compresión reciben el nombre de pilares.

Máquinas y Mecanismos

Una máquina es un dispositivo capaz de disminuir el esfuerzo necesario para llevar a cabo un trabajo. La máquina recibe la fuerza del exterior; la fuerza que entra y que sale en la máquina son iguales.

Los mecanismos son elementos mecánicos que realizan una tarea concreta en la máquina; las máquinas están constituidas por mecanismos. Hay máquinas simples y compuestas:

• Simples: solo tienen un mecanismo.
• Compuestas: están formadas por dos o más mecanismos.

Las principales máquinas simples son: la palanca, el plano inclinado, la cuña, el tornillo... y las principales compuestas son: una bicicleta, una grúa y una máquina de escribir.