Estructuras y esfuerzos

Una estructura es un conjunto de elementos unidos que soporta fuerzas (pesos, viento, empujes) sin romperse ni deformarse demasiado, y que transmite esas fuerzas al suelo. Hay estructuras naturales (un esqueleto, un tronco) y artificiales (un puente, una silla, una grúa).

Las fuerzas producen esfuerzos en los elementos: tracción (tiran de él y tiende a alargarse), compresión (lo aplastan), flexión (se curva, como una balda cargada), torsión (se retuerce, como una llave al girar) y cortadura (dos fuerzas opuestas muy próximas intentan cortarlo, como unas tijeras).

Los elementos más habituales son: pilares (verticales, trabajan a compresión), vigas (horizontales, trabajan a flexión), tirantes (cables o barras a tracción), cimientos (reparten el peso en el suelo) y arcos (desvían las cargas hacia los apoyos).

Una estructura debe ser resistente, rígida (no deformarse) y estable (no volcar). Para conseguirlo se usa la triangulación: el triángulo es la única figura que no se deforma si sus uniones son articuladas. También ayuda bajar el centro de gravedad y ampliar la base.

En el aula podemos construir estructuras con palillos de madera, pajitas, cartulina y cinta adhesiva, y probarlas con pesos pequeños como monedas o libros, siempre sin herramientas de calor.