Fundamentos de Ingeniería: Metodología de Proyectos, Diseño y Resistencia Estructural

Método de Proyectos

Descripción y Estudio del Problema

El primer paso es la definición clara del problema y sus limitaciones.

1. Definir el objetivo del proyecto.
2. Especificar las condiciones iniciales:
   • Funcionales: Función del objeto.
   • Constructivas: Proceso de construcción.
   • Económicas: Limitaciones presupuestarias.
   • Estéticas: Imagen del objeto.
   • Ecológicas: Impacto en el medio ambiente y la naturaleza.
   • Seguridad: Protección y uso seguro.

Investigación y Recopilación de Información

Recopilación de información que pueda ser útil para el diseño y la construcción de un proyecto.

Información Visual

Se obtiene mediante libros, catálogos, dibujos, esquemas u objetos de nuestro entorno.

Información Oral

Mediante conversaciones o entrevistas con expertos.

Generación de Ideas

Aportación de una serie de ideas que pueden parecer correctas, pero que deberán ser puestas a prueba.

Selección de Ideas

Se han de detectar los errores de las ideas generadas y escoger la mejor idea, es decir, la que cumpla las condiciones iniciales establecidas.

Construcción

Antes de construir el objeto, es fundamental organizar y dirigir un plan que especifique cuándo empieza y termina cada actividad: la planificación.

Evaluación del Proyecto

Comprobar que el resultado cumple las condiciones iniciales. El objetivo es mejorar los resultados y evitar que se repitan los mismos errores en proyectos posteriores.

Se debe verificar que los pasos que componen la metodología de los proyectos estén bien desarrollados, respondiendo a las preguntas clave: ¿Qué? ¿Cuándo? ¿Dónde? ¿Quién? ¿Cómo?

Presupuesto de un Proyecto Técnico

Estimación del coste total de un proyecto técnico. Se compone de:

• Medidas: Suma de las cantidades exactas de cada componente del proyecto.
• Precios: Valoración económica que será de aplicación a las medidas.

Estudio Detallado de Objetos

Método de Estudio

El estudio de objetos se realiza a través de fases secuenciales:

1. Fase 1. Estudio Global

   Identificar el objeto, decir su nombre y averiguar para qué se utiliza (su función principal).

2. Fase 2. Estudio Anatómico

   Observar el aspecto del objeto para hacer una breve explicación. Se observa montado y después pieza a pieza.

3. Fase 3. Estudio Funcional

   Investigar el funcionamiento de cada pieza y la función que tienen en el conjunto.

4. Fase 4. Estudio Técnico

   Especificar todas las características que tienen relación con la fabricación y utilización del objeto (medidas, peso, materiales, coste, seguridad de uso).

5. Fase 5. Estudio Histórico y Social

   Investigación sobre el origen, evolución y el impacto social del objeto.

Croquis

Es un dibujo de un objeto hecho con lápiz y a mano alzada. Debe ser claro y completo, capturando la esencia del diseño.

Estructuras y Esfuerzos

Clasificación de Estructuras

Las estructuras se clasifican según su origen:

• Naturales: Las que encontramos en la naturaleza.
• Artificiales: Las que ha creado el ser humano para satisfacer sus necesidades.

Tipos de Estructuras Artificiales

• Estructuras Entramadas: Compuestas por elementos verticales y horizontales.
• Estructuras Trianguladas: Barras unidas entre sí en forma de triángulo (celosías).
• Estructuras Laminares: Estructuras de cáscara o envolventes.

Esfuerzos en las Estructuras

Los esfuerzos son las fuerzas internas que aparecen en los elementos estructurales cuando están sometidos a cargas externas:

• Tracción: Cuando la fuerza tiende a estirar un objeto.
• Compresión: Cuando la fuerza tiende a aplastar o acortar un objeto.
• Flexión: Cuando la fuerza tiende a curvar un objeto.
• Torsión: Cuando la fuerza tiende a retorcer un objeto.
• Corte (o Cizalladura): Cuando la fuerza tiende a cortar o deslizar un objeto.

Elementos Resistentes de las Estructuras Entramadas

Los elementos que aguantan el peso son:

• Los elementos verticales son los pilares o paredes maestras (muros), que soportan la compresión.
• Los elementos horizontales son las vigas, que aguantan el peso de la estructura para transmitirlo a los muros o pilares.
• Las jácenas son vigas muy grandes que sostienen a otras vigas secundarias.

Estos elementos se fabrican comúnmente con hormigón armado.

Las vigas están sometidas principalmente a esfuerzos de flexión. Los pilares han de soportar el pandeo, que es la deformación lateral por la parte central de un elemento largo y estrecho cuando está sometido a compresión. Estos elementos transmiten los esfuerzos a los cimientos (fundamentos).

Elementos Resistentes de las Estructuras Trianguladas

Estas estructuras están compuestas por:

• Barras: Pueden tener perfiles diferentes y soportan tracción y compresión.
• Tirantes: Soportan vigas, columnas u otros elementos de la estructura para hacerlos consistentes.
• Nudos: Uniones entre las diferentes vigas o barras.