Estructuras, Palancas y Poleas: Conceptos Básicos de Diseño e Ingeniería

Estructuras: Definición y Tipos

Una estructura es un conjunto de elementos de un cuerpo dispuestos de forma tal que soporten esfuerzos, cargas y pesos sin deformarse.

Tipos de Estructuras

Pueden ser naturales o artificiales:

• Naturales: Son los esqueletos del ser humano, animales vertebrados, aves y anfibios.
• Artificiales: Son las fabricadas por el hombre.

Condiciones Estructurales

Estabilidad

Para evitar que una estructura vuelque fácilmente, su centro de gravedad debe estar centrado sobre su base. Cuanto más cerca se encuentre del suelo, mayor será su estabilidad.

Resistencia

Las estructuras tienen que soportar las tensiones a las que están sometidas sin romperse.

Rigidez

Una estructura se consigue que sea rígida soldando, remachando o pegando convenientemente sus uniones.

Tipos de Estructuras Artificiales

• Estructuras masivas: Son las que están formadas por una gran cantidad de material y tienen pocos huecos.
• Estructuras entramadas: Son las estructuras más utilizadas en nuestros tiempos para hacer nuestras casas y edificios. Están formadas por hormigón, ladrillos y acero.
• Estructuras trianguladas: Son estructuras formadas por perfiles metálicos, como vigas de doble T y angulares.
• Estructuras neumáticas: Son estructuras desmontables muy ligeras que en su interior llevan aire comprimido.
• Estructuras laminares: Están formadas por una serie de láminas finas que adquieren su rigidez debido a su curvatura.

Palanca

La palanca se encuentra en equilibrio cuando el producto de la fuerza F por su distancia d al punto de apoyo es igual al producto de la resistencia R por su distancia r al punto de apoyo. Esta es la denominada ley de la palanca.

Tipos de Palancas

• Primer grado: El punto de apoyo se encuentra entre la fuerza aplicada y la resistencia.
• Segundo grado: La resistencia se encuentra entre el punto de apoyo y la fuerza aplicada.
• Tercer grado: La fuerza aplicada se encuentra entre el punto de apoyo y la resistencia.

Polea

Es una rueda ranurada que gira alrededor de un eje. Este se halla sujeto a una superficie fija.

Polea Fija

Se encuentra en equilibrio cuando la fuerza aplicada es igual a la resistencia.

Polea Móvil

Es un conjunto de dos poleas, una fija y otra que puede desplazarse linealmente.

Polipasto

Es un tipo de montaje constituido por dos grupos de poleas: fijas y móviles.