LA INGENIERA ESTRUCTURALIntroduccin Una de las reas ms importantes de la ingeniera civil es la de estructuras. La estructura es la parte resistente de una construccin, desempea el mismo papel que los sistemas seo y muscular de los vertebrados: provee resistencia y rigidez para que, junto con otros sistemas, se alcance un fin comn; por ello, la estructura es vital para que una construccin sea til. En este breve artculo se ofrece un panorama del rea de la ingeniera relacionada con el estudio de las estructuras en el contexto de la construccin; primero se explica por qu es importante para una sociedad. Con el fin de conocer y apreciar la interesante labor de un ingeniero que trabaja en este mbito, se presenta de manera sucinta el proceso de diseo de una construccin y el medio profesional donde se desarrolla. Asimismo, se describen algunas facetas de su actividad y se relatan casos de algunos proyectos que destacan la importancia de esta rea y la gran responsabilidad a que se enfrentan los ingenieros estructuritas. Este trabajo va dirigido al pblico en general y pretende dar, de una manera clara y sencilla, una visin panormica de la ingeniera estructural.I. El espacio de la ingeniera estructural El desarrollo de un pas generalmente va acompaado de la construccin, de la operacin y del mantenimiento de su infraestructura; en sta se incluyen: viviendas, vas de comunicacin, centros de salud, de educacin, de produccin, de servicios, etctera. Es interesante apreciar que la ingeniera estructural participa en la realizacin y el mantenimiento de esta infraestructura. Con el fin de describir esta participacin, se presenta el proceso de diseo dentro de un proyecto y las actividades que desarrolla un ingeniero estructurista; para complementar la descripcin del campo de accin de ste, tambin se mencionan las herramientas que usa y los profesionistas con los que se relaciona en su trabajo, tales como topgrafos, dibujantes, especialistas en mecnica de suelos, arquitectos, otros ingenieros (electricistas, mecnicos, industriales, etc.) Tradicionalmente el proceso de diseo se limitaba al clculo de los elementos que conforman la estructura a fin de que la construccin resultara estable y funcional. Esta forma de diseo, sin embargo, limitaba la accin del ingeniero estructurista a las etapas finales del proyecto. Dado el avance de ste, resultaba difcil modificarlo a fin de lograr algn beneficio estructural. Actualmente, el proceso de diseo inicia desde las primeras etapas del proyecto junto con el diseo de otros sistemas (arquitectnico, sanitario, de ventilacin, etc.). De esta forma, el proceso de diseo ha evolucionado para convertirse en un trabajo de equipo, con un enfoque de sistemas que beneficia a todo el proyecto en su conjunto. El diseo estructural, visto como un proceso, involucra todas aquellas actividades encaminadas a la definicin de las propiedades del sistema (estructural) que proporcionan de manera econmica resistencia y rigidez a la construccin. Con el fin de mostrar un panorama ms claro de la esencia del diseo, se describen a continuacin las principales etapas implcitas en el proceso de diseo.

INGENIERA ESTRUCTURALLaingeniera estructurales una rama clsica de laingeniera civilque se ocupa del diseo y clculo de la parteestructuralen las edificaciones y dems obras. Su finalidad es la de conseguir estructuras funcionales que resulten adecuadas desde el punto de vista de laresistencia de materiales. En un sentido prctico, la ingeniera estructural es la aplicacin de lamecnica de medios continuospara el diseo deelementosy sistemas estructurales tales comoedificios,puentes,muros(incluyendomuros de contencin),presas,tneles, etc.

Objetivo GeneralIdentificar, estudiar alternativas, seleccionar, analizar y verificar resultados de la solucin estructural a un problema ingenieril, teniendo presentes los criterios defuncionalidad, economa y seguridad.En el diseo estructural completo se distinguen dos etapas: anlisis y diseo. Objetivo del AnlisisDeterminar fuerzas internas (axiales, cortantes, momentos) y deformaciones de una estructura, sobre la base de: una forma dada de la estructura, del tamao y propiedades del material usado en los elementos y de las cargas aplicadas. Objetivo del DiseoSeleccin de la forma, de los materiales y detallado (dimensiones, conexiones y refuerzo) de los componentes que conforman el sistema estructural.Ambas etapas son inseparables, parecera que se empieza por el diseo, ya que es en esta etapa donde se crea y luego se analiza, pero las cosas no terminan ah, se requiere verificar que las fuerzas encontradas en el anlisis, si son soportadas y resistidas con los materiales y dimensiones seleccionadas, por lo tanto volveramos al diseo, es decir, el proceso es iterativo.

ETAPAS DE DESARROLLO DE UN PROYECTOPlaneacin: Se identifica el problema a solucionar y se presentan alternativas generales de solucinDiseo preliminar: GeneralEvaluacin de alternativas: Diferentes sistemas estructurales, diferentes geometras y diferentes materiales.Anlisis: fuerzas y deformaciones evaluacin de cargas o fuerzas actuantes modelacin, real y abstracta resolucin del modelo: fuerzas internas, de conexiones ouniones.Diseo:detallado y dimensionamiento de los elementospara que resistanlas fuerzas actuantes.Construccin:Llevar a cabo la materializacin fsica de lo planeado

PRINCIPIOS DEL DISEO ESTRUCTURAL

SEGURIDAD, FUNCIONALIDAD Y ECONOMAUna estructura se disea para que no falle durante su vida til. Se reconoce que una estructura falla cuando deja de cumplir su funcin de manera adecuada.Las formas de falla pueden ser: falla de servicio o falla por rotura o inestabilidad.La falla de servicio es cuando la estructura sale de uso por deformaciones excesivas ya sean elsticas o permanentes.La falla por rotura (resistencia) o inestabilidad se da cuando hay movimiento o separacin entre las partes de la estructura, ya sea por mal ensamblaje, malos apoyos o rompimiento del material.

SEGURIDAD: La seguridad se determina controlando las deformaciones excesivas que obligan a que salga de servicio o el rompimiento o separacin de alguna de sus partes o de todo el conjunto.Una de las condiciones de seguridad, la estabilidad, se puede comprobar por medio de las leyes de equilibrio de Newton.En el caso particular de fuerzas estticas la ecuaciones generales del equilibrio son:, las cuales deben ser satisfechas por la estructura en general y por cada una de sus partes.El principio de accin y reaccin es uno de los conceptos bsicos de uso general en las estructuras, encontrar fuerzas actuantes y fuerzas resistentes hace parte del diario de la ingeniera estructural. Este principio dice: para toda fuerza actuante debe haber algo que produzca una reaccin que contrarreste el efecto o en otras palabras para una fuerza actuante existe una reaccin de igual magnitud, direccin pero sentido contrario.La condicin de seguridad de resistencia a la rotura de los elementos que la componen y de las uniones entre estos, depende de las propiedades mecnicas de los materiales utilizados.FUNCIONALIDAD: La estructura debe mantenerse en funcionamiento durante su vida til para las cargas de solicitacin. Un puente que presenta deformaciones excesivas dara la sensacin de inseguridad y la gente dejara de usarlo, en ese momento deja de ser funcional.

ECONOMA: El aprovechamiento de los recursos determina un reto para el diseo estructural.En la economa se conjuga la creatividad del ingeniero con su conocimiento.

TIPOS DE ESTRUCTURAS