Los esfuerzos de una estructura: tracción, compresión y más (con un simulador)

Tecnología y Digitalización · Estructuras · ⏱ 6 min de lectura

Un puente, una grúa o tu propia silla aguantan porque sus piezas resisten unas fuerzas internas: los esfuerzos. Conocerlos es entender por qué una estructura se mantiene en pie o se viene abajo. Aquí te explicamos los cinco esfuerzos de una estructura, por qué los triángulos la hacen más fuerte y lo pruebas en un simulador: monta una celosía, ponle una carga y mira qué barras trabajan a tracción y cuáles a compresión.

¿Qué es un esfuerzo?

Cuando una estructura recibe cargas (fuerzas, como el peso o el viento), cada una de sus piezas «sufre» por dentro de una forma concreta: eso es un esfuerzo. Casi todo lo que falla en una estructura se explica con cinco esfuerzos básicos.

Los cinco esfuerzos

• Tracción — la pieza se estira (las fuerzas tiran de ella hacia fuera), como un cable o un tirante.
• Compresión — la pieza se aplasta (las fuerzas la aprietan), como un pilar o una columna.
• Flexión — la pieza se dobla, como una estantería con muchos libros en el centro.
• Torsión — la pieza se retuerce, como cuando escurres un trapo.
• Cortante (o cizalladura) — la pieza tiende a cortarse, como el papel entre las dos hojas de unas tijeras.

Tracción y compresión: los dos que mandan en las celosías

En las estructuras de barras —como un puente de celosía o una grúa— los dos esfuerzos más importantes son la tracción y la compresión. Cada barra, según cómo le lleguen las fuerzas, tira (tracción) o empuja (compresión). Por eso, en el simulador que verás abajo, cada barra se pinta de un color: rojo si está a tracción y azul si está a compresión.

El secreto: la triangulación

Aquí está el truco de casi todas las estructuras de barras: el triángulo es indeformable y el cuadrado no. Si empujas un cuadrado de barras con uniones que giran, se convierte en un rombo y se viene abajo. Un triángulo, en cambio, no puede cambiar de forma sin romper o estirar uno de sus lados.

Por eso, para que una estructura cuadrada aguante, se le añade una diagonal que la divide en dos triángulos: a eso se le llama triangular. Es la base de las grúas, las torres eléctricas y la Torre Eiffel.

Pruébalo en el simulador

La mejor forma de entenderlo es montar tú una estructura y cargarla. En este «Laboratorio de estructuras» construyes una celosía y ves al instante qué barras trabajan a tracción o compresión y si aguanta o colapsa:

Cómo usar el simulador

• Monta la estructura: coloca nodos y únelos con barras para formar tu celosía (lo ideal, triangulada).
• Aplica una carga: elige su magnitud y su ángulo y colócala sobre un nodo.
• Mira el resultado: cada barra se pinta de rojo (tracción) o azul (compresión), y el simulador te dice si la estructura AGUANTA o COLAPSA. También muestra las reacciones en los apoyos.
• Tiene tres modos: Libre (montas lo que quieras), Triangulación (ves cómo una diagonal salva el cuadrado) y Reto.

Prueba esto: monta un cuadrado, cárgalo y mira cómo colapsa; luego añade una diagonal y verás que pasa a aguantar. Esa es la magia de la triangulación.

Preguntas frecuentes

¿Cuáles son los cinco esfuerzos de una estructura?

Tracción (la pieza se estira), compresión (se aplasta), flexión (se dobla), torsión (se retuerce) y cortante o cizalladura (se corta). En las estructuras de barras, los más importantes son la tracción y la compresión.

¿Qué diferencia hay entre tracción y compresión?

Una pieza trabaja a tracción cuando las fuerzas tiran de ella y la estiran (como un cable). Trabaja a compresión cuando la aprietan y la aplastan (como un pilar). En el simulador se ven en rojo (tracción) y azul (compresión).

¿Por qué se usan triángulos en las estructuras?

Porque el triángulo es indeformable: no puede cambiar de forma sin romper o estirar un lado. Un cuadrado de barras, en cambio, se convierte en un rombo y colapsa. Por eso las estructuras se triangulan: añadiendo diagonales que crean triángulos rígidos.

¿Qué es una celosía?

Es una estructura formada por barras unidas que dibujan triángulos. Es muy rígida pesando poco, por eso se usa en grúas, torres eléctricas y muchos puentes.

¿Quieres practicar? Monta celosías y ponles cargas en el simulador y los ejercicios de la unidad de Estructuras.