ISBN 978-612-5031-90-7

Reseña

La palabra estructura permite explicar gran parte de todo aquello que se visualiza en la naturaleza. Muchas de las plantas existentes, desde las más débiles, como el helecho, hasta robustos y grandes árboles, disponen de una estructura adecuada a sus requerimientos. En cada caso, la planta es el recipiente de una estructura, la cual sustenta su vida.
La participación de animales e insectos en construir estructuras resulta ser más activa que la que realmente precisan. La delicada tela de la araña, el sumamente complejo conjunto de la termita, la represa o madriguera cuidadosamente articulada del castor. Cada estructura ha sido fabricada para cumplir una actividad adecuada a cada criatura.
Sin embargo, a pesar de los detalles intrincados de estas estructuras, estas criaturas construyen según su instinto y no según un diseño.
Los humanos también son constructores de estructuras, pero más que eso, conciben y diseñan. Si se tiene en cuenta que un árbol que se precipitó a un abismo fue utilizado posteriormente como un puente, es posible intuir que, a partir de este accidente inicial, los humanos han experimentado un avance en su capacidad de diseño y construcción de estructuras.
La ingeniería estructural se inició cuando los humanos empezaron a mostrar sus habilidades en cuanto a su concepción y diseño, además de destacarse como buenos constructores, notándose un crecimiento en cuanto al grado de dificultad estructural, conforme se ha dedicado a satisfacer una gran demanda de la humanidad: obtener estructuras crecientemente útiles, convenientes y estéticas.
En ingeniería es necesario conocer cómo es que se comportan los materiales sólidos frente a fuerzas externas, como la tracción, la compresión, la torsión, la flexión, o el corte o cizalladura. La respuesta de los materiales sólidos ante estas fuerzas es una deformación elástica (es decir, el material recupera sus dimensiones y forma inicial al eliminar la fuerza externa), una deformación permanente o una fractura. Las consecuencias de una fuerza externa que depende del tiempo son la fatiga y plastodeformación.
La fuerza de tracción produce una separación de las fibras del elemento; por ejemplo, la fuerza actuante en un cable soportando un peso cualquiera. Por efecto de la tracción el material tiende a estirarse y si la fuerza no está por encima de su límite elástico del material, éste recuperará su longitud inicial. Bajo tracciones mayores, el material no vuelve completamente a su situación original, y cuando la fuerza es aún mayor, se produce la ruptura del material.
La fuerza de compresión, en cambio, produce la disminución del volumen del elemento sobre el que actúa. Si un material es sometido a fuerzas de torsión o de flexión, se producen de manera simultánea fuerzas de tracción y de compresión. Es así que, si se somete a flexión una barra, uno de sus extremos con relación al eje longitudinal se estira y el otro se comprime.
La torsión consiste en la deformación en forma de espiral que se produce en un cuerpo al aplicarse un par de fuerzas (sistema de fuerzas paralelas de igual magnitud y sentido contrario). La torsión puede ser medida al observar cómo se deforma un objeto ante un par de fuerzas dado. Por ejemplo, al fijar por un extremo un elemento de sección transversal cilíndrica, cuya longitud es conocida, si se impone un par de fuerzas al otro extremo, el número de vueltas de un extremo con respecto al otro será medida de torsión.
La resistencia de materiales también se encarga del estudio de las vigas, que son miembros relativamente esbeltos que soportan cargas que están aplicadas perpendicularmente a su eje longitudinal, constituyendo una barra que se flexiona.
El presente libro proporciona al estudiante una descripción de todos estos tipos de esfuerzos y deformaciones que se producen en cuerpos sólidos, enfocados desde el punto de vista de la parte de esta ciencia que le compete a la ingeniería civil, de tal manera que el alumno pueda tener una referencia completa de los problemas que se pueden presentar en mecánica de materiales, con la posibilidad de ampliar los temas aquí desarrollados.
Al final de cada capítulo se sugieren algunos problemas a resolver, así como temas que pudieran ser investigados para complementar los aquí desarrollados.