Frente al diseño de máquinas o estructuras, es muy importante siempre tener en cuenta su funcionalidad, su fácil acceso, su construcción y también la seguridad que dicho diseño pueda brindar. Es muy importante considerar que cualquier pieza puede fallar y no solo afectar la función del diseño sino que también puede llegar a causar graves accidentes que pueden llevar a dañar la integridad de poblaciones o empresas. Para tener un referente de seguridad se tiene presente uno de los factores más importantes para el diseño de cualquier cosa, de estructuras, de piezas individuales, de sistemas mecánicos, de redes eléctricas, en general de cualquier diseño ingenieril: el factor de seguridad. Este factor nos ilustra de cierta forma la probabilidad de fallo de algún diseño. El uso de este concepto involucra el uso del riesgo como una medida adecuada para definir la seguridad apropiada de diseño. Los valores generalmente usados como factores de seguridad provienen de experiencia empírica o practica y están contemplados en bases de datos

Para analizar correctamente un elemento y aplicar un factor de seguridad apropiado es necesario analizar los elementos bajo todas las cargas a las que pueda estar sometido. Para aplicaciones de integridad estructural, se contempla que la resistencia a la rotura de un material es mayor que todas las fuerzas y efectos combinados a los que estará sometido. Adicionalmente se deben tener en cuenta los modos de fallo, aquellos que causan fracaso en la sección trasversal y los que aumentan las profundidades de grieta. La falla por deformación elástica excesiva tiene que ver con el funcionamiento de la estructura, pueden causar vibraciones como en los puentes colgantes, placas muy delgadas o puentes muy altos que por lo general también son muy flexibles. En máquinas, este tipo de deformación puede causar un roce constante entre piezas que causan aceleración en el desgaste y pueden llegar a impedir totalmente el funcionamiento de la máquina. Adicionalmente, este tipo de fallos pueden repercutir en esfuerzos secundarios que ocasionan fallas más graves. Las fallas por deformación permanente por lo general impiden el correcto funcionamiento de las maquinas.

Las fallas que se dan por aumento de grietas o por separación parcial de los elementos, estas son casi imposibles de evitar, no obstante el análisis apropiado del material por medio del método de ensayos no destructivos genera una imagen del comportamiento del material frente a las fuerzas a las que se somete. Gracias a este tipo de ensayos se puede realizar un muy buen estudio sobre los elementos y tomar consideraciones sobre su estado y decisiones sobre su funcionamiento.

Adicionalmente, cabe la pena destacar que las fallas afectan a las maquinas o estructuras de varias formas, pueden presentarse fallas que no repercutan gravemente en el funcionamiento de una maquina o fallas que imposibiliten el funcionamiento y la prestación del servicio del sistema en el cal está integrado. Por ejemplo si en un sistema suspensión tipo McPherson falla el resorte, el sistema simplemente no funcionara más: por otro lado si en un puente falla un perno que conecte una viga a un conjunto, es muy posible que el puente aunque este afectado en su capacidad operativa, este seguirá funcionando.

Objetivo

Los factores de seguridad no solo son aplicables a conjuntos, estos también son aplicables a entradas individuales en la ecuación para dar confiabilidad de diseño - valga la redundancia- al diseño. Cada uno de los elementos se puede suponer bajo un factor de seguridad y si cada uno de los elementos cumple con las reglamentaciones de diseño, entonces todo el conjunto estará bajo la reglamentación requerida. No obstante esto tiene ciertas limitaciones puesto que el uso único

de factores arciales no garantiza una optimización correcta del diseño, ni se va a obtener una economía ni más seguridad, para esto es necesaria la evaluación global.

Para las personas que viven su día a día bajo una rutina la seguridad está relacionada con las oportunidades de preservar la vida, pero para el oficio de ingeniería es totalmente distinto. La ingeniería entiende la seguriad como la probabilidad de que sucedan las cosas, la frecuencia con que suceden, en especial los que puedan llegar a afectar la integridad de algún diseño. Así pues el concepto de seguridad en la ingeniería es muy variable puesto que en muchas ocasiones los diseños se conciben bajo condiciones que pueden ser especificas e invariantes o bajo condiciones que cambian frecuentemente, por ejemplo el diseño de un cigüeñal está pensado para su funcionamiento bajo un rango de temperaturas que alcanzan los motores, pero un submarino puede cambiar de profundidad y temperatura de acuerdo a su localización y estará sujeto a cambios frecuentes de las condiciones en donde opera.

Las consideraciones frente a los factores de seguridad son determinantes en el diseño puesto que de estos depende que funcione o no un sistema. Cada uno de los factores debe ser tomado en cuenta, desde la temperatura, la humedad, todos los factores externos y naturalmente todos los esfuerzos a los que están expuestos todos los elementos. Es importante tener en cuenta la incertidumbre en los datos recopilados de os cuales se basan las conclusiones para empezar el diseño. Antes de tomar cualquier decisión hay que revisar con sumo cuidado las normas de diseño vigentes en las cuales se encuentran el factor de seguridad mínimos para cada diseño. Si bien el análisis por factores parciales es muy útil al momento de analizar un diseño, este no es lo suficiente conveniente puesto que no contempla en su totalidad requerimientos económicos. Finalmente para cualquier diseño que se realice el factor de seguridad es indispensable y no se pude realizar si este no es tomado en cuenta.