Tipos de esfuerzos

Las estructuras deben soportar diferentes tipos de fuerzas que actúan sobre los elementos que la componen. Estas fuerzas tienen distintos orígenes:

  1. Debidas a su propio peso, ya que, en principio, toda estructura debe soportarse a sí misma.
  2. Debidas al peso, movimiento o vibraciones de los elementos que componen el conjunto del sistema técnico. Por ejemplo, el cuadro de una bicicleta no debe deformarse cuando una persona suba a ella o cuando coja baches mientras circula.
  3. Debidas a agentes externos al propio sistema técnico. Por ejemplo, el tejado de una casa no debería venirse abajo cuando se acumule nieve sobre él, o un puente no debe caerse por el efecto del viento, etc.

Normalmente, cuando construímos una estructura lo hacemos para que ésta no se deforme cuando está trabajando. Hay, sin embargo, algunas estructuras que su trabajo lo ejercen deformándose y recuperando más tarde su forma original, pero esto es menos normal. Así, cuando construimos una grúa, esta no debe deformarse visiblemente al levantar las cargas, o cuando construímos una casa, ésta no debe caerse por la acción del viento.

Cuando las estructuras resisten a la deformación se dice que tienen rigidez. Las fuerzas que actúan sobre los diferentes elementos de las mismas se denominan cargas. La fuerza que hace un elemento de la estructura para no ser deformado por las cargas se denomina esfuerzo. Dichos esfuerzos pueden ser:

de tracción o tensión, cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a estirarla, tal y como sucede, por ejemplo, con los cables de un puente colgante.
de compresión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a aplastarla, como es el caso, por ejemplo, de las columnas. Este esfuerzo no puede ser soportado por los tirantes.
de flexión, cuando las cargas que actúan sobre la pieza tienden a doblarla, como sucede con las vigas.
de corte o cizalladura, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a cortarla. Éste es el tipo de esfuerzo al que están sometidos los puntos de apoyo de las vigas.
de torsión, cuando las cargas que soporta la pieza tienden a retorcerla. Este es el caso de los ejes, cigüeñales y manivelas.

Prueba, haciendo clic sobre cada una de la imágenes siguientes, cómo tratan de deformar cada uno de las cargas a los perfiles.

Material realizado por Luis Gil-Guijarro para los alumnos del IES Bahía de Algeciras