Estructuras

Este tema de las estructuras nos lleva a comprender la manera en que las diferentes construcciones, objetos o seres se sostienen, basta con mirar a nuestro alrededor  y encontramos cantidad de estructuras extraordinarias que le dan el sostén a un organismo, no es sino mirar las caracolas, los arboles, el mismo ser humano, te has preguntado alguna vez que seria de nosotros si no tuviésemos un esqueleto?, sería algo extraño verdad¡, así que las estructuras nos han permitido crecer, crear, organizar nuestros cuerpos, en construcción permiten diseñar y crear espacios inimaginables, solo reservados a la imaginación, Las estructuras asombran por todas sus posibilidades en que se pueden organizar, la tensión a las que están sometidas y el poder de los diseñadores para crear crear desafíos y llevar a los materiales a sus limites extremos. Así que amigos veamos todas las posibilidades que tienen las estructuras en el campo tecnológico.

Qué es una estructura?

Una estructura es un conjunto de elementos estáticos (sin posibilidad de movimiento) unidos entyre si para soportar un conjunto de cargas. El sostenimiento de la estructura se logra gracias a fuerzas de resistencia interna llamadas esfuerzos que evitan que falle.

Para entender mayor esta definición, imagina que levantas un libro sobre la palma de tu mano. el libro pesa sobre la mano (es la carga) y a la vez, tú estás haciendo fuerza con el brazo para sostenerlo (el esfuerzo). El conjunto se puede mantener quieto cuando esas dos fuerzas se equilibran entre si. [1]

La palabra "estructura" tiene diferentes significados. En su acepción más general se refiere a la forma en que se organizan las partes de un sistema u objeto. Desde el punto de vista ingenieril, las "estructuras" están ligadas a la construcción; así, son estructuras los puentes, los edificios, las torres, las presas, etc. De una forma más específica, y más adaptada a las modernas tipologías de construcción, entendemos por estructura aquella parte de la construcción que "soporta" el conjunto, es decir, que es capaz de resistir las diversas acciones que actúan sobre ella (peso propio, sobrecargas de uso, viento, movimientos sísmicos, etc.

Naturalmente, el hombre ha concebido y construido todo tipo de "estructuras" desde tiempos muy remotos. En un principio, lo hace para satisfacer sus necesidades primarias, de cobijo frente al medio exterior; más tarde, al crecer y diversificarse las relaciones sociales de todo tipo, para posibilitar y favorecer su desarrollo. La tecnología es, sin duda, una de las bases de este desarrollo, y la ingeniería, en sus diversas ramas, el resultado de su concreción a través de los tiempos.

Así, la ingeniería estructural es la rama de la ingeniería que trata la concepción, el diseño y la construcción de las estructuras necesarias para desarrollar las actividades humanas. Como tal, la ingeniería estructural debe contemplar cuatro criterios básicos que las estructuras, como cualquier otro ingenio humano, deben satisfacer; éstos son:

funcionalidad: toda estructura debe servir para aquello para lo que ha sido concebida.
seguridad: toda estructura debe soportar las cargas a las que se ve sometida durante su vida útil.
economía: toda estructura debe construirse aprovechando los recursos materiales disponibles. Y
estética: toda estructura debe tener una apariencia exterior adecuada.  [2]

Todos los cuerpos poseen algún tipo de estructura. La razón por la que se necesitan las estructuras reside en las fuerzas. Las fuerzas que están presentes en la naturaleza tienden a deformar los cuerpos y, contra ellas, cada objeto o ser animado opone elementos resistentes que le permiten conservar su forma y realizar sus funciones.

Las estructuras comprenden desde las conchas de los moluscos hasta la Torre Eiffel de París, desde el esqueleto de los animales hasta las estrías de un vaso de plástico….  [3]


  1. FUERZAS

En la naturaleza hay muchas fuerzas: la de gravedad, que nos atrae hacia la Tierra y origina el peso, la del viento, las mecánicas, que mueven las máquinas, las presiones de los gases encerrados, las que desarrollan nuestros músculos, las originadas por el efecto del calor…

Estamos acostumbrados a que las fuerzas actúen sobre nosotros y a utilizarlas, pero ¿Qué es una fuerza? ¿Cómo podemos definirla?

Por lo tanto FUERZA es todo aquello capaz de deformar un cuerpo (Efecto estático) o alterar su estado de movimiento o reposo (Estado dinámico). [3]

Clasificación de las estructuras

Existen dos tipos de estructuras:

Estructuras Naturales. son aquellas que se han formado en forma natural sin intervención sel ser humano ene ste rango encontramos las caparazones de los moluscos, la estructura de un árbol, el esqueleto de los animales, etc.

Estructuras Artificiales. Son aquellas elaboradas por el hjombre  para satisfacer una necesidad, las podemos encontrar en los puentes, los edificios y en general en todas las construcciones realizadas por el el ser humano. Tienen formas diferentes, atendiendo a su función y su tipo de fuerza que actúen sobre ellas.

A su vez, las estructuras puede ser internas. Y normalmente se les llama esqueletos

O pueden ser externas. En este caso se llamarán si son naturales conchas, caracolas y caparazones, y si son artificiales carcasas.

Ahora para que puedas entender un poco mas este tema de estructuras y realices una serie de ejercicios y proyectos de clase que nos lleven a comprender este tema nos vamos a valer de un interesante página en la web (http://www.aulatecno.com/index.php/recursos-didacticos/estructuras.html) que trae esta tematica muy bien diseñada, asi que basta con que des clic  en los siguientes enlaces, para que puedas encontrar temas como: [4]

  1. Problemas que resuelven las estructuras.

  2. Tipos de estructuras resistentes.

  3. Fuerzas.

  4. Esfuerzos que soportan los elementos que componen las estructuras.

  5. Equilibrio, estabilidad y rigidez.

  6. Elementos básicos de las estructuras.

  7. Perfiles.

  8. Triangulación.

  9. Puentes. Clasificación.

Actividades

1. Realiza algunos de los proyectos que se proponen en la página anterior, será tenida en cuenta como parte de la evaluación para esta temática.

2, Ahora observa el siguiente video interactivo y realiza las actividades que se plantean; (Haz clic en el enlace)

http://www.profes.net/varios/videos_interactivos/estructuras/index.html 

3. Realiza la siguiente actividad:

PROYECTO 3: CONSTRUCCIÓN DE ESTRUCTURAS TRIANGULADAS.

Herramientas:

Materiales:

  • Papel periódico u hojas desechadas

  • Pegamento de barra (silicona liquida)

  • Pistola de silicona

  • Palillos o pitillos

Proceso:

  1. Diseña estructuras que pretendes construir.

  2. Repite el procedimiento puesto en juego en el proyecto anterior.

  3. Construye dos polígonos regulares, colócalos en planos diferentes y une los vértices con más varillas.

  4. Ve reforzando la estructura con triángulos. [5]

Construya la estructura siguiendo el modelo:

4, Observa los siguientes videos y realizalo la estructura de papel con la orientación de tu profesor en el aula de clase.

Estructura de papel 1/3
Estructura de papel 2/3
Estructura de papel 3/3

Fuentes:

[1] iespseza.educa.aragon.es/tecnologia/…/estructuras/estructuras2.pdf

[2] http://www.sitenordeste.com/mecanica/estructuras.htm

[3] www.juanxxiiicartuja.org/…/TEMA%204%20ESTRUCTURAS.doc

[4] http://www.aulatecno.com/index.php/recursos-didacticos/estructuras.html

[5] http://www.aulatecno.com/index.php/recursos-didacticos/estructuras.html