Momentos de Flexión
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Unas de las posesiones más preciadas que la gente tiene en el planeta, no son los materiales. Son los momentos de felicidad que quedan en nuestros corazones. ¡Sí! Esos instantes que guardamos con cariño y que nos hacen, de vez en cuando, reír, llorar o suspirar. Y aunque no lo creas, hay muchas personas a las que debemos agradecerles estos perdurables momentos de nuestra historia.
¿Alguna vez has pensado cómo los ingenieros estructurales nos abren el camino para disfrutar seguros cada momento de vida?
Les puedo asegurar, incluso si no conocen ningún ingeniero, que ellos hacen su trabajo asegurándose de que cada momento sea de bienestar. A los ingenieros les debemos mucho. No me refiero a los momentos vividos, sino, a lo que en la ingeniería estructural se le conoce como: “momentos de flexión”
Según SkyCiv, “Un momento flector es una fuerza que normalmente se mide en una fuerza multiplicada por la longitud. Para calcular el momento flector alrededor de un punto de referencia, tomamos la magnitud de la fuerza y la multiplicamos por la distancia de la fuerza desde el punto“.
Son varios los elementos que contribuyen a que se produzcan los momentos de flexión. Entre los que se incluyen: el movimiento, la fuerza, cargas aplicadas y el comportamiento del material de construcción.
Es vital que los ingenieros realicen estos cálculos con precisión. De esta forma se asegura que no ocurra una flexión o rotura excesiva en cualquier punto de la estructura. Es importante construir estructuras duraderas, sostenibles y estéticamente agradables.
Aunque una viga en una casa puede ser estructuralmente sólida, si parece doblada o insegura a la vista, ¡por lo general no será reconfortante caminar debajo de ella! Cuando pones todo esto en perspectiva, arroja luz, sobre lo complejo que es un momento de inflexión.
Momentos de flexión – Déjame explicarte …
En términos básicos, un momento flector es una fuerza (compuesta por un par de fuerzas internas) que actúan sobre un objeto y lo hacen doblarse. Por ejemplo, imagina un trampolín sobre una piscina. Cuando un clavadista se para o salta en el extremo de la tabla, crea un momento de flexión con diferentes magnitudes dependiendo de la ubicación de la fuerza. Suponiendo que las estructuras no se están construyendo para doblarse, como trampolines; conocer los momentos de flexión se vuelve de vital importancia en el proceso de creación de estructuras sólidas y seguras.
El material adecuado para el trabajo adecuado
Es fundamental elegir el material adecuado para el trabajo. Los materiales poseen diferentes características y morfologías: volumen, peso, tamaño, apariencia y resistencia, solo por nombrar algunos. Su uso para una tarea específica depende de estas características y requisitos. Los estados estresantes pueden hacer que los materiales se transformen. Tienen la capacidad o incapacidad de asumir tensiones (tracción, compresión, flexión, torsión). Por lo tanto, es fundamental seleccionar el material correcto. Estos determinarán si la estructura se contorsionará o no, cuando se ejerzan fuerzas debido a que el momento de flexión excede la resistencia del material. Es importante recordar que los ingenieros deben verificar la solidez, durabilidad y las diferentes propiedades de los materiales. Esta es una forma de garantizar la seguridad de las estructuras. Y si tan solo una de las partes que conforma la estructura no puede soportar las fuerzas que se le aplican, se podrían crear deformaciones excesivas en la estructura. Desafortunadamente, también podría hacer que se vuelva insegura e incluso se deshaga.Impacto de las cargas
El uso futuro de una estructura determinará las cargas vivas que se le aplicarán. A su vez, esto afecta el soporte necesario para mantener la estructura en su lugar, de modo que no haya suficiente momento de flexión para causar deflexión. Los materiales sólidos (vigas, losas, pilares) tienden a ser alterados bajo la tensión a la que están sometidos, a partir de la aplicación de la “carga”. Esto trae como resultado deformaciones producidas por la fuerza excesiva y los momentos flectores. Las cargas se pueden clasificar en “cargas puntuales” y “cargas distribuidas”. Al aplicar la carga en un punto particular de la viga, se produce una carga puntual. Por otro lado, las cargas distribuidas ocurren en un área más grande. Hacer un corte ayuda a descifrar cómo reaccionará el sólido a las cargas aplicadas. En una viga, las cargas necesarias se aplican a la sección resultante del corte. En consecuencia, determinan el momento flector máximo. Comprender la ubicación del momento flector máximo ayuda a definir la necesidad de utilizar más apoyo.Convexo vs. Curvatura cóncava
El momento flector cambia dependiendo de la reacción interna del sólido que tiene una tensión fluctuante. Cuando este proceso genera tensiones, en los sectores superiores del sólido, es un momento negativo que resulta en una “curvatura convexa”. Por otro lado, si el momento flector provoca tensiones en las zonas inferiores, resulta en un momento positivo que provoca una “curvatura cóncava”. Saber cómo y desde dónde se generan los momentos puede ayudar al diseñador a agregar vigas para soportar la estructura donde sea necesario. Logrando así garantizar la seguridad y estabilidad de la estructura. Como afirma Eduardo Torroja, “En el estado de plegado, la deformación de toda la pieza es mucho más apreciable; todos han experimentado cómo una rama se dobla bajo la fuerza del viento o dos momentos de flexión que, con las manos, se aplican en sus extremos”.Diagrama del momento de flexión
Parte del proceso de planificación es prepararse para el estrés que causan los momentos flectores mediante la creación de un diagrama de momentos flectores. Este diagrama es la representación gráfica de la alteración en la magnitud de la ocurrencia. Calculado a lo largo del eje de un elemento estructural. Por lo tanto, sirven para determinar las cargas transversales utilizando las condiciones de apoyo definidas. Las tecnologías de la información y la comunicación ayudan a los ingenieros estructurales a resolver estos diagramas. Actualmente, existen aplicaciones, programas y calculadores en línea, que permiten calcular el momento flector de un sólido. Estos determinan las reacciones en los soportes, dibujan el diagrama y calculan la desviación. ¿La cereza encima? En muchos casos, estos programas son gratuitos. También hay disponibles versiones de pago mejoradas donde puedes ver los cálculos completos y todo el proceso realizado para calcular los diagramas.
¡Bien merecido reconocimiento a los ingenieros!
Imagina que estás en tu balcón mirando la puesta de sol y de repente este se mueve ligeramente bajo tus pies. Dirás: ¡Se arruinó el momento perfecto! Por eso es imperativo que los ingenieros tengan en cuenta el momento de flexión de una estructura. Así, nos garantizas la seguridad y nuestros momentos especiales. Apuesto a que no habías pensado nunca cuántas veces deberías agradecerles por la seguridad que nos brindan en cada momento, ¿eh? A estos ingenieros estructurales que dedican su tiempo a garantizarnos estructuras estables, sólidas y seguras. A ellos, que han construido los espacios donde hemos desarrollado nuestras vidas. Les damos gracias hoy. ¡El cálculo de cada momento de flexión fue correcto! Por eso, cada estructura de las que hemos disfrutado, desde el kindergarden, hasta la universidad, incluyendo nuestros hogares, teatros, estadios, plazas, en fin, toda nuestra ciudad. ¡Siguen en pie! Esto es sinónimo de que trabajaron bien. De corazón muchas gracias a todos los ingenieros calificados, como los de nuestro brillante equipo en Eastern Engineering Group. Esos que cada día se dejan la piel por proporcionarnos seguridad y una vida llena de momentos felices. ©️ 2022 Este artículo ha sido escrito y publicado por Eastern Engineering Group. Todos los derechos reservados.Artículos relacionados
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