Fundamentos de Estructuras y Mecanismos de Transmisión de Movimiento

Definición de Estructura y Esfuerzos

Estructura: es el conjunto de elementos de un cuerpo destinados a soportar los efectos de las cargas que actúan sobre él, impidiendo que se rompa o se deforme.

Esfuerzos: es la tensión que experimentan los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas.

Tipos de Esfuerzos

• Tracción: se produce cuando las fuerzas tratan de estirar el cuerpo sobre el que se aplican. Estas fuerzas son opuestas. Ejemplo: la goma.
• Compresión: aparece cuando las fuerzas tratan de aplastar o comprimir un cuerpo. Son opuestas. Ejemplo: las patas de una silla.
• Flexión: las fuerzas intentan doblar el elemento al que se le aplica. Ejemplo: vigas.
• Torsión: tratan de retorcer el elemento sobre el que actúan. Ejemplo: una llave en el acto de abrir una cerradura.
• Cortante: las fuerzas actúan como los dos filos de una tijera. Ejemplo: una guillotina.

Mecanismos de Transmisión de Movimiento

Transmisión Lineal

Incluye elementos como la palanca, la polea móvil y el polipasto.

Transmisión Circular

Incluye el sistema de poleas con correa, engranajes, ruedas de fricción, tornillo sin fin y el sistema de engranajes con cadena.

Estudio de la Palanca

La palanca es una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo o articulación. Su ley fundamental es (F × d = R × r). Existen tres tipos:

• 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.

Poleas y Polipastos

• Polea fija: es una rueda ranurada que gira alrededor de un eje. Su fórmula es (F = R).
• Polea móvil: es un conjunto de dos poleas, una de las cuales se encuentra fija y la otra puede desplazarse. Su fórmula es (F = R / 2).
• Polipasto: es un tipo de montaje de poleas fijas y móviles. Su fórmula es (F = R / 2n).

Otros Mecanismos y Elementos Estructurales

Tornillo sin fin: es un tornillo que engrana con una rueda dentada helicoidal, cuyo eje es perpendicular al eje del tornillo.

Elementos de Soporte

• Pilares, vigas y viguetas: los pilares se denominan columnas si su sección es circular y pilastras si están adosados a la pared. Las vigas y viguetas trabajan principalmente a flexión.
• Arcos: están formados por dovelas.
• Bóvedas: están formadas por una combinación de arcos, adosados o entrecruzados.
• Tirantes: son elementos lineales que trabajan a tracción.
• Forjado: compuesto por barras y relleno (viguetas).
• Zapatas y pilotes: las zapatas hacen de elemento intermediario entre los pilares y el suelo. Los pilotes son columnas subterráneas que llevan las cargas hasta el terreno firme.
• Escuadras: se utilizan para reforzar uniones de la estructura.
• Arriostramientos: se utilizan para triangular el interior de las estructuras y darles estabilidad.