Las estructuras están diseñadas para resistir varias fuerzas que pueden actuar contra ellas. Estas fuerzas se pueden clasificar en dos grupos principales:
1. Fuerzas externas: Estas fuerzas actúan directamente sobre la estructura desde el exterior.
* Gravedad: La fuerza de la gravedad actúa sobre el peso de la estructura, tirando hacia abajo. Esta es una fuerza significativa para todas las estructuras, especialmente edificios y puentes altos.
* viento: El viento puede ejercer una presión significativa sobre las estructuras, particularmente edificios y puentes de gran altura. Esta fuerza puede causar vibraciones, balancearse o incluso colapsar.
* Actividad sísmica: Los terremotos generan un movimiento del suelo que puede sacudir y desestabilizar estructuras, causando daños o incluso colapsar.
* Presión hidrostática: La presión del agua actúa sobre estructuras inmersas en agua, como presas, puentes y túneles submarinos. Esta presión puede causar un estrés significativo en la estructura.
* Acción de onda: Las olas pueden ejercer una inmensa presión sobre las estructuras ubicadas cerca de las costas, como los alaboros y los rompeolas.
* Fluctuaciones de temperatura: La expansión térmica y la contracción debido a los cambios de temperatura pueden ejercer el estrés en las estructuras, particularmente en áreas con cambios de temperatura significativos.
* Cargas de nieve y hielo: La nieve acumulada y el hielo pueden crear cargas sustanciales en los techos y otros elementos estructurales, lo que aumenta el riesgo de colapso.
* Cargas en vivo: Estas son cargas dinámicas generadas por actividad humana o objetos en movimiento, como personas que caminan, vehículos que conducen o que operan maquinaria.
* Cargas de impacto: Estos son impactos repentinos y contundentes de objetos como vehículos que chocan con edificios o escombros que golpean estructuras durante las tormentas.
2. Fuerzas internas: Estas fuerzas surgen dentro de la estructura misma debido a la interacción de sus componentes y fuerzas externas.
* Fuerzas de corte: Estas fuerzas actúan paralelas a la superficie de la estructura, lo que hace que se deslice o se deforma. Ocurren debido a cargas de viento, fuerzas sísmicas o al peso de la estructura misma.
* Fuerzas de tensión: Estas fuerzas actúan para separar la estructura, estirándola. Pueden ser causados por cargas de viento, fuerzas sísmicas o el peso de la estructura misma.
* Fuerzas de compresión: Estas fuerzas actúan para empujar la estructura, apretándola. Ocurren debido a la gravedad, el peso de la estructura u otras fuerzas externas.
* Fuerzas de torsión: Estas fuerzas actúan para torcer la estructura, haciendo que gire. Pueden surgir de las cargas de viento, las fuerzas sísmicas o el peso de la estructura.
* Fuerzas de flexión: Estas fuerzas actúan para hacer que la estructura se doble o desvíe. Pueden ocurrir debido a cargas de viento, fuerzas sísmicas o al peso de la estructura misma.
Otros factores:
* Propiedades del material: La fuerza y el comportamiento de los materiales utilizados en la estructura juegan un papel importante en la forma en que responde a las fuerzas.
* Diseño y construcción: Los métodos de diseño y construcción utilizados pueden influir en la capacidad de la estructura para resistir las fuerzas.
* Mantenimiento: El mantenimiento e inspecciones regulares son cruciales para garantizar la integridad continua y la capacidad de la estructura para resistir las fuerzas.
Al considerar cuidadosamente todas estas fuerzas y factores, los ingenieros pueden diseñar y construir estructuras seguras, estables y capaces de resistir las fuerzas que encontrarán a lo largo de su vida.
