Fundamentos de Esfuerzos y Clasificación de Estructuras en Ingeniería

Tipos de Esfuerzos en Materiales y Estructuras

Los esfuerzos son la tensión interna que experimentan todos los cuerpos sometidos a una o varias fuerzas.

Tracción:

Estira objetos. Se produce por fuerzas opuestas y de igual dirección, con sentido contrario hacia el exterior. Ejemplo: Un tirachinas.

Compresión:

Tiende a aplastar o comprimir. Se genera por fuerzas opuestas y enfrentadas, dirigidas hacia el interior. Ejemplo: Las patas de una mesa.

Flexión:

Provoca que un objeto se doble. Se debe a fuerzas no enfrentadas, de sentido contrario y separadas una de la otra. Ejemplo: Una barra de armario.

Torsión:

Causa que un objeto se retuerza o gire, actuando en sentido contrario. Ejemplo: Escurrir un trapo.

Cizalladura o Cortante:

Es el esfuerzo de seccionar. Se produce por fuerzas muy juntas, no enfrentadas, una hacia arriba y otra hacia abajo, que deslizan una parte sobre otra. Ejemplo: Cortar chapa con una guillotina.

Clasificación de Estructuras Artificiales

Las estructuras artificiales se clasifican según su forma y los materiales que utilizan para soportar los esfuerzos:

Masivas o Adinteladas:

Utilizan una gran cantidad de material y carecen de huecos significativos. Se construyen apilando bloques de piedra o arcilla, o excavando directamente en la roca. Ejemplos: Templos mayas y pirámides de Egipto.

Abovedadas:

Formadas por arcos y bóvedas. Se basan en el uso de piedras cortadas y dispuestas de manera que el esfuerzo principal sea de compresión, el cual es bien soportado por la piedra. Ejemplos: El Coliseo Romano y el Acueducto de Segovia.

Trianguladas:

Compuestas por barras metálicas o de madera. La triangulación confiere a la estructura una gran indeformabilidad. Ejemplos: La Torre Eiffel y la Torre Agbar.

Colgantes:

Emplean cables (tirantes) para suspender la estructura. Si estos cables son regulables, se denominan tensores. Solo resisten esfuerzos de tracción y pueden adaptar su forma. Ejemplos: El Golden Gate Bridge y el Puente de los Tirantes de Logroño.

Entramadas de Hormigón Armado:

Constituidas por un conjunto de perfiles de madera, acero u hormigón que se entrecruzan entre sí. Ejemplos: El Congreso de los Diputados de Madrid y un instituto de investigación.

Laminares:

Formadas por láminas finas de metal, plástico o materiales compuestos. Su resistencia se debe a la curvatura y los pliegues que presentan. Ejemplos: La Ópera de Sídney y el Museo Guggenheim.

Neumáticas:

Son estructuras desmontables y ligeras, empleadas en construcciones transportables e instaladas de forma rápida y sencilla. Ejemplos: Iglúes o estructuras hinchables (como las de Pirelli).

Espaciales y Geodésicas:

Estas estructuras se caracterizan por su diseño tridimensional y su eficiencia en la distribución de cargas, a menudo utilizando patrones geométricos complejos.