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¿Qué es la Ingeniería Estructural?

¿Qué es la Ingeniería Estructural?

La ingeniería suele ser una disciplina que para muchos de nosotros es difícil de comprender por completo. No porque no seamos suficientemente inteligentes, sino porque no es algo en lo que nos tomemos el tiempo de instruirnos. En mi caso, si alguien mencionaba la palabra, literalmente, imaginaba ecuaciones aleatorias que no entendía. Cuando comencé a involucrarme en la industria, me di cuenta que la disciplina era mucho más que matemática y se convirtió en un tema muy interesante para mí. Ahora todo lo que veo me hace intentar imaginar la ingeniería que hay detrás.

Lo primero que hay que saber es que la ingeniería civil es una carrera muy amplia que cuenta con disímiles áreas de especialización. O sea, una disciplina que incluye varias ramas, y que de base utiliza las ciencias y las matemáticas para lograr resolver problemas o diseñar cosas. Una definición muy amplia, ¿verdad? Hagámoslo un poco más simple. Si alguna vez has pensado en una forma de reorganizar tu oficina o habitación para lograr encontrar cosas de forma más eficiente, has resuelto un problema al “diseñar” la configuración de esta escena hipotética. 

Por supuesto, el trabajo que hacen los ingenieros no es tan sencillo como esto. Los ingenieros trabajan duramente para, con la menor cantidad de recursos, lograr proyectos, operaciones o diseños, óptimos, eficientes, duraderos y efectivos. Esto concretamente lo alcanzan desde la rama en la que se especializan. En este artículo profundizaremos más sobre este tema. Entonces, sigue leyendo y te enterarás ¿Qué es la ingeniería estructural y por qué es tan importante esta para la funcionalidad de una ciudad?

 

¡No hay lugar como el hogar!

Esta expresión la hemos escuchado varias veces, y tiene muchos significados, dependiendo de la situación que cada uno de nosotros esté viviendo. La sensación de tener un lugar donde por fin puedes relajarte después de un largo día de trabajo. Un espacio al que te emociona llegar después de un viaje que te hizo extrañar tu rutina. Un escenario donde puedes construir una familia y compartir recuerdos con ellos. En fin, todos anhelamos poseer un lugar seguro, apacible y cálido al cual poder llamar hogar.

¿Alguna vez te has preguntado cómo sería tu vida sin hogar o qué pasaría si tu lugar de trabajo no existiera? Imagina que no tienes a dónde ir cuando necesitas encontrar refugio porque comenzó a llover. Todos los días interactuamos con estructuras que damos por sentadas porque existen desde que tenemos conciencia. La razón por la que enfatizamos esto es para que se dé cuenta que los arquitectos, junto con los ingenieros estructurales, han sido los responsables de crear ciudades funcionales. Gracias a ellos tenemos lugares para vivir, generar negocios, e incluso recrearnos y educar nuestra mente, entre muchas otras cosas. Básicamente, sin ellos, todavía estaríamos viviendo en cavernas.

 

La muerte (de las cuevas) es solo el comienzo

Algunos dicen que las bases de la ingeniería estructural comenzaron cuando ya no había suficientes cuevas para habitar. La historia cuenta que en el año 2700 a.C., el sabio Imhotep fue el primer ingeniero conocido por su nombre. Si eres como yo y has visto la saga de “La Momia”, conoces a Imhotep como un sacerdote que fue momificado vivo y que despertará en cualquier momento para vengarse de la humanidad. ¡Gracias Hollywood! Sin embargo, Imhotep en realidad registró los primeros vestigios de la ingeniería estructural para la humanidad con la construcción para el faraón Zoser de la pirámide escalonada de Saggara. Hoy considerada el primer monumento construido por el hombre. Esta, junto a otras estructuras construidas en las antiguas civilizaciones son la muestra fehaciente de la aplicación de esta disciplina desde tiempos muy antiguos. 

Es alucinante pensar que estructuras tan magníficas han durado tantos años, ¿no es así? Sobre todo, sabiendo que no contaban con la tecnología que poseemos hoy. Estos tiempos representaron un hito en el desarrollo de esta rama de la ciencia. Sin embargo, las técnicas aplicadas fueron inventadas en civilizaciones posteriores como la griega y la romana. Además, su génesis se remonta a lugares como Babilonia, Fenicia y Egipto.

Hacia el siglo VIII a.C., los griegos construyeron majestuosos edificios tomando prestadas muchas ideas de civilizaciones anteriores. Este fue el momento en que Grecia tuvo la ciudad de Alejandría como epicentro del progreso constructivo con ricos museos y bibliotecas incluidos. Es allí donde comienza a profesionalizarse la ingeniería de la construcción y con ella aparecen varias especialidades como la arquitectura, la maquinaria para la construcción y por ende la ingeniería estructural.

Los cimientos, la seguridad y la garantía de una construcción

La ingeniería estructural es una rama clásica de la ingeniería civil. Esta disciplina se ocupa del diseño y cálculo de elementos y sistemas estructurales como edificios, puentes, túneles, presas y otras obras de construcción. Es la aplicación de la mecánica al diseño de estructuras que soporten su propio peso y la sumatoria de cargas producidas por el uso constante, eventos naturales y climatológicos.

Rui Wamba, el fundador de la Sociedad de Ingenieros de Esteyco, da una definición menos técnica, pero a la vez filosófica: “La Ingeniería Estructural es el arte de modelar materiales que no comprendemos del todo para poder analizar una forma de resistir esfuerzos que no podemos evaluar… para que el público en general no tenga motivos para sospechar el alcance de nuestra ignorancia”. Sin embargo, no se asuste. Esto no quiere decir que los ingenieros estructurales no sepan lo que están haciendo. Simplemente significa que somos ignorantes a la hora de predecir absolutamente todas las posibilidades que pueden ocurrir. Y por ello, se apoyan en las leyes de la física (entre otras) para calcular estructuras que resistan todas las circunstancias que ya conocemos. Pero si mañana cae un meteorito, tu barrio puede que no sobreviva.

Entonces, ¿qué es la Ingeniería Estructural?

La ingeniería estructural es un conjunto de operaciones y estimaciones basadas en las leyes de la física. Estos conjuntos dan lugar a un resultado de las particularidades de una estructura, asegurando que las cargas máximas estén bien distribuidas. En consecuencia, la estructura es capaz de soportar su propio peso o fuerzas externas. Para que un proyecto estructural se materialice muchas personas investigan, planifican, analizan, inspeccionan, evalúan, construyen. Cada proyecto debe cumplir con estándares obligatorios técnicos, económicos, estéticos y sociales. ¿Sabías que la ingeniería estructural asegura que los materiales se utilicen de manera eficiente? Los ingenieros estructurales pueden determinar la resistencia óptima de los materiales que se utilizarán. Además, se aseguran de que sus diseños cumplan con un estándar instaurado para conseguir los objetivos de servicio o seguridad establecidos. Por tanto, la estructura no se derrumba sin previo aviso y la vibración de un edificio no molesta a sus ocupantes.

Es importante para la seguridad y la funcionalidad de una estructura, especificar al construir, las cargas que esta puede soportar. Por ejemplo, la fuerza del viento en un puente, el impacto de los terremotos en un edificio e incluso la cantidad de agua que puede soportar una presa. Además, es responsabilidad de esta disciplina hacer un uso eficiente del capital ($) y de los materiales necesarios para lograr los objetivos de cualquier proyecto. ¿No parece gran cosa?  Pues créame, ¡lo es! La ingeniería estructural es la pieza fundamental de la infraestructura de los edificios; la que nos mantiene a salvo, la que viaja a través del tiempo y nos cuenta su historia.


Inicios estructurales

Donde hay un buen desarrollo, hubo un mejor comienzo. Aquí es donde comienzan los cálculos matemáticos de las fuerzas externas que actúan sobre la estructura. Las cargas estructurales se clasifican según el tipo de fuerza que se produzca:

Las cargas muertas son las que no varían. Actúan inalterables porque pertenecen al peso mismo de la estructura. Por otro lado, las cargas vivas varían su resistencia con el tiempo por la exposición a la estructura. Por ejemplo, la circulación de vehículos sobre puentes o cargas que se producen por acciones externas como eventos sísmicos.

Por lo tanto, para que una estructura funcione bien, debe ser capaz de soportar el tipo de carga que recibirá. Por ejemplo, la Torre Eiffel de París con una altura de 300 metros y toda de hierro, recibe alrededor de 60 millones de personas cada año. Loco, ¿verdad? Por lo tanto, para que este monumento pueda soportar estas cargas vivas, de manera segura, es importante mantener en forma la estructura.

 

Dos cerebros piensan mejor que uno, cuatro ojos ven más que dos

La historia de la ingeniería estructural incluye numerosas figuras, que han legado a la humanidad grandes obras y numerosas contribuciones en este campo. Dentro de estos genios está Gustave Eiffel. ¿Quién lo hubiera pensado verdad? Durante la construcción de su torre, varios artistas y arquitectos criticaron su trabajo. Lo creas o no, sobre la hoy icónica Torre Eiffel expresaron su indignación. Veían el proyecto como un “monstruo de hierro” que afectaba la refinada estética de la ciudad. ¿Te imaginas si Gustave no hubiera luchado por su sueño? No hubiésemos podido experimentar el encanto que irradia su mágica y magnánima estructura. Heberto Castillo, Stephen Timoshenko, James Buchanan, son otras de las diversas mentes brillantes que llevaron el mundo de la ingeniería estructural a su máxima expresión. Detrás de estos brillantes hombres siempre hubo un equipo que apoyo en cada proyecto. No se engañe, cuando se trata de infraestructuras, el trabajo en equipo está implícito. Para garantizar que una estructura funcione dentro de un espacio específico, se requieren múltiples revisiones y diversos puntos de vista. Muchas mentes reunidas son capaces de calcular estructuras seguras manteniendo una estética maravillosa. ¿Al igual que nuestro equipo en Eastern Engineering Group?

Nuestras vidas en buenas manos… y mejores mentes!

Toda la belleza y sabiduría arquitectónica acumulada a través del tiempo dejaría asombrados a los extraterrestres si se les ocurriera realizar una visita a nuestro amado planeta azul. Es asombroso cómo la ingeniería estructural se ha ido desarrollando gracias a estas mentes brillantes que han sabido diseñar, analizar, construir y tener una visión de desarrollo. Por esto los ingenieros se han planteado siempre desarrollar ciudades funcionales. Te preguntaras, ¿esto qué es? Pues bien, la funcionalidad una ciudad se desvela a través de sus estructuras, su planeación urbana e industrial, por su trazado urbano este debe incluir suficientes espacios verdes para fines bien definidos. Ejemplo: parques para los infantes, escuelas, centros juveniles o en construcciones para el uso comunitario vinculado a las viviendas. Además, debe ser una ciudad ordenada, con lugares destinados al recreo, el oseo, los deportes. Entre muchas otras características las ciudades funcionales deben ser fáciles y rápidas de circular. Podemos decir que este es el camino al que aspira llegar la ingeniería estructural. 

El compromiso de los ingenieros por lograr dejar un legado imperecedero para el futuro, nos va garantizando bienestar, seguridad y armonía con el medio ambiente. Día a día, la seguridad de las estructuras con las que interactuamos confirma que estamos en buenas manos. De seguro, la próxima vez que atravieses un puente o visites un monumento famoso, piensa en las mentes brillantes que completaron esa estructura. Seguramente desde ahora comenzarás a notar los detalles que hacen que estos lugares sean seguros y funcionales. “¿Se puede pensar que por ser ingenieros no nos preocupa la belleza o que no tratamos de construir estructuras hermosas, además de sólidas y duraderas? ¿No están siempre las funciones genuinas de la fuerza de acuerdo con las condiciones no escritas de armonía? Además, hay una atracción, un encanto especial en lo colosal al que no se aplican las teorías ordinarias del arte”. –Gustave Eiffel

 

 

©️ 2022 Este artículo ha sido escrito y publicado por Eastern Engineering Group. Todos los derechos reservados.

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