Carga estructural para niños
Una carga estructural es como el peso o la fuerza que actúa sobre una parte de una construcción, como un puente o un edificio. Estas cargas pueden ser el propio peso de la estructura, el peso de las personas o vehículos que la usan, o fuerzas de la naturaleza como el viento o la nieve.
Los ingenieros que diseñan estas estructuras estudian muy bien cómo las cargas afectan a cada parte. Es muy importante que las estructuras sean lo suficientemente fuertes para soportar todas las cargas sin romperse. Si una estructura no está bien diseñada para soportar las cargas, podría fallar. Por eso, los ingenieros calculan y controlan estas cargas desde el principio del diseño.
Algunas estructuras especiales, como los aviones, los satélites o los barcos, tienen cargas muy específicas que también deben ser consideradas con mucho cuidado.
Contenido
Tipos de cargas estructurales
Existen diferentes tipos de cargas que pueden actuar sobre una estructura. Conocerlas ayuda a los ingenieros a diseñar construcciones seguras y duraderas.
¿Qué son las cargas muertas?
Las cargas muertas son fuerzas que son casi siempre las mismas y no cambian mucho con el tiempo. Piensa en el propio peso de un edificio, como sus paredes, techos y suelos. También incluyen cosas que están fijas en el edificio, como los azulejos o los tabiques. Estas cargas son permanentes y no se mueven.
¿Qué son las cargas vivas?
Las cargas vivas son fuerzas que pueden variar o moverse. Son temporales y pueden cambiar mucho. Por ejemplo, las personas que caminan por un puente, los coches que circulan por una carretera o los muebles dentro de una casa son cargas vivas. Estas cargas pueden incluir efectos como el impacto (cuando algo golpea la estructura) o las vibraciones.
¿Qué son las cargas ambientales?
Las cargas ambientales son fuerzas de la naturaleza que actúan sobre las estructuras. Son muy importantes para el diseño, ya que pueden ser muy potentes.
- Cargas de viento: La fuerza del viento puede empujar y presionar las estructuras, especialmente las altas.
- Cargas de nieve y lluvia: El peso de la nieve acumulada en un tejado o el agua de lluvia pueden ser muy pesados.
- Cargas sísmicas: Son las fuerzas que se producen durante un terremoto. Hacen que el suelo y la estructura se muevan.
- Cambios de temperatura: Cuando hace mucho calor o mucho frío, los materiales de una estructura pueden expandirse o encogerse, creando fuerzas internas.
- Cargas de agua: La presión del agua, por ejemplo, en una presa o en los cimientos de un edificio.
Otras cargas importantes
Los ingenieros también deben considerar otras situaciones que pueden afectar a una estructura:
- Asentamientos: Cuando el suelo debajo de una estructura se mueve o se hunde un poco.
- Incendios: El calor de un fuego puede debilitar los materiales de una estructura.
- Impactos: Un golpe fuerte, como el de un vehículo contra un pilar.
- Cargas durante la construcción: El peso de los materiales y las máquinas mientras se construye algo.
Cargas en edificios y puentes
Cuando se diseña un edificio o un puente, es fundamental tener en cuenta todas las cargas posibles. Los códigos de construcción son como reglas que dicen cómo deben diseñarse las estructuras para que sean seguras y útiles durante mucho tiempo. Estos códigos especifican las cargas mínimas que una estructura debe soportar, dependiendo de su tipo, dónde está y de qué materiales está hecha.
Para asegurar que una estructura sea muy resistente, los ingenieros usan algo llamado "coeficientes de seguridad" o "factores de carga". Esto significa que multiplican las cargas esperadas por un número un poco mayor. Así, la estructura se diseña para soportar más peso del que se espera que tenga, lo que la hace más segura. Por ejemplo, si se espera que una escalera soporte 100 kg de personas, se podría diseñar para que soporte 160 kg, para estar seguros.
Cargas estructurales en aviones
Los aviones también están diseñados para soportar cargas muy específicas. En su caso, las cargas se dividen en dos categorías principales:
- Cargas límite: Son las cargas máximas que una parte del avión puede soportar de forma segura sin dañarse.
- Cargas últimas: Son las cargas límite multiplicadas por un factor de seguridad (generalmente 1.5). Si el avión soporta una carga mayor que esta, la parte podría fallar.
Los aviones están constantemente sometidos a cargas que se repiten, como las que ocurren durante el despegue, el aterrizaje o las turbulencias. Estas cargas repetidas pueden causar un desgaste en los materiales con el tiempo, algo que los ingenieros deben prever y controlar.
Galería de imágenes
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Una estructura como el Puente de Brooklyn está diseñada para soportar la combinación de cargas muertas (como su propio peso), de cargas vivas (como el paso de automóviles y trenes) y de cargas ambientales (como los esfuerzos provocados por el viento)
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Peso propio del edificio (carga muerta)
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Carga impuesta (carga viva)
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Carga de nieve (carga ambiental)
Véase también
En inglés: Structural load Facts for Kids
