Esfuerzos. Tipos de esfuerzos.

En mecánica llamamos esfuerzo a la fuerza que actúa por unidad de superficie (área), es decir, es el cociente entre la fuerza y la superficie en la que se aplica. Los esfuerzos pueden clasificarse en dos tipos principales: los que son perpendiculares a la superficie de aplicación (s) y los que son paralelos a la misma (t), si la fuerza aplicada no fuese normal (perpendicular) ni paralela a la superficie, siempre puede descomponerse en la suma vectorial de otras dos que siempre resultan ser una normal y la otra paralela, pero esto, de momento, quizá sea algo complicado para nosotros, así que quédate simplemente con la idea.

Todos los objetos que nos rodean están sometidos a distintos esfuerzos en función de su diseño, su colocación y el conjunto de fuerzas que actúan sobre los mismos y, en principio, todos están diseñados para soportar las fuerzas que actuarán sobre ellos, lo cual condiciona la elección del material con el que se elaborará un determinado objeto. De acuerdo con esto podemos afirmar que el cálculo de los esfuerzos es de gran importancia en la ingeniería de estructuras para el cálculo de vigas, pilares, láminas y perfiles normalizados.

Una clasificación de los esfuerzos puede ser la siguiente:

1.      Compresión. Se produce cuando aplicamos dos fuerzas de igual magnitud, misma dirección y sentidos opuestos sobre un cuerpo, de forma tal que éste tiende a acortarse, a disminuir su longitud.

2.      Tracción. Se produce cuando aplicamos dos fuerzas de igual magnitud, misma dirección y sentidos opuestos sobre un cuerpo, de forma tal que éste tiende a alargarse, a aumentar su longitud

3.      Flexión. Se produce cuando aplicamos una fuerza vertical sobre un cuerpo resistente horizontal de forma tal que el cuerpo tiende a doblarse, a curvarse. La flexión es una mezcla de tracción y compresión, las fibras superiores se acortan (compresión) y las inferiores se alargan (tracción). Si unas fibras se acortan y otras se alargan, alguna, por fuerza, ha de mantener sus dimensiones originales. La fibra cuya longitud no varía se denomina fibra neutra.

4.      Cortadura. Se produce cuando aplicamos dos fuerzas perpendiculares al cuerpo de forma que las partículas de éste tienden a deslizarse y el objeto se corta.

5.      Pandeo. Se produce cuando aplicamos una fuerza sobre un objeto esbelto, delgado (muy largo en relación con su sección) y el cuerpo se arquea y flexiona.

6.      Torsión. Se produce cuando las fuerzas aplicadas tienden a hacer girar el objeto o a retorcerlo.

En esta animación de Educarex, podemos encontrar información sobre los esfuerzos que hemos descrito anteriormente, los tipos de estructuras y su clasificación en naturales y artificiales y, dentro de estas, en colgantes, trianguladas, entramadas, masivas y abovedadas. Ahí la tienes:

Por si nada de esto fuera suficiente, por si eres de los que sólo encuentra belleza y conocimiento en el  youtube, te dejo un vídeo en el que se representan los tipos de esfuerzos más frecuentes que podemos encontrar en las estructuras:

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