¿Qué es la ingeniería de análisis estructural?
La ingeniería de análisis estructural es un tipo de ingeniería que se ocupa principalmente del diseño y análisis de varias estructuras que deben soportar o resistir cargas. Este tipo de ingeniería se utiliza típicamente cuando se construyen edificios grandes o de formas inusuales, pero también se puede usar para otras estructuras como barcos, puentes, tuberías, aviones y plantas de fabricación industrial. La ingeniería de análisis estructural generalmente se requiere para garantizar que una estructura pueda soportar ciertas cargas de peso, cambios climáticos o desastres naturales. El campo de la ingeniería de análisis estructural generalmente se divide en tres categorías separadas: civil, arquitectónica y mecánica.
La teoría de la ingeniería de análisis estructural generalmente se basa en leyes físicas conocidas, así como en el conocimiento experimental del rendimiento pasado de varios tipos de materiales estructurales. Este tipo de ingeniería generalmente usa solo unos pocos elementos básicos para construir un sistema estructural muy complejo. Los elementos básicos que conforman la mayoría de las estructuras incluyen columnas, arcos, vigas y conchas, así como placas y cables. Estos elementos también se clasifican como curvos o rectos, y de una o dos dimensiones.
El campo de la ingeniería de análisis estructural comenzó a ser reconocido por primera vez durante la revolución industrial de finales del siglo XIX. Antes de ese tiempo, un arquitecto y un ingeniero de análisis estructural ocupaban esencialmente el mismo puesto, conocido como maestro de obras. A medida que el conocimiento de ciertas teorías estructurales comenzó a aumentar durante este período, surgió la necesidad de un tipo de ingeniero civil especializado en análisis estructural. Hoy en día, la complejidad de la mayoría de las estructuras modernas requiere una gran cantidad de creatividad desde el punto de vista estructural para garantizar que estas estructuras puedan soportar y resistir las cargas a las que están sujetas.
Las estructuras de ingeniería civil que requieren ingeniería de análisis estructural generalmente incluyen presas, puentes, tuberías y estructuras costa afuera. Estas estructuras a menudo están sujetas a fuerzas extremas causadas por amplias variaciones de temperatura y cargas dinámicas de olas o tráfico. A veces se construyen en ambientes altamente corrosivos en el mar y bajo tierra.
Las estructuras de ingeniería arquitectónica, como almacenes, cúpulas y rascacielos, a menudo son muy complejas y requieren un equipo de ingenieros de análisis estructural para completar su diseño y construcción. Estos ingenieros deben tener en cuenta fuerzas como el viento, la nieve, la lluvia, el fuego y los terremotos al diseñar una estructura. Además de mantener la integridad estructural, los servicios de construcción necesarios, como calefacción, aire acondicionado, comunicaciones e iluminación, deben tenerse en cuenta en el diseño general.
Los principios básicos de la ingeniería de análisis estructural también se aplican con frecuencia en la construcción de ciertos tipos de estructuras mecánicas. Las estructuras mecánicas que requieren este tipo de ingeniería generalmente incluyen barcos, aviones, vagones de ferrocarril, elevadores y grúas. Las estructuras mecánicas, como los barcos y las aeronaves, a menudo están sujetas a fuerzas extremas que pueden ocurrir repetidamente durante la vida útil de su servicio. Al diseñar este tipo de estructura, un ingeniero debe asegurarse de que podrá soportar estas tensiones durante un largo período de tiempo.