lunes, 9 de septiembre de 2013

ESTRUCTURAS O POR QUÉ LAS COSAS NO SE CAEN (I): LOS SOFT-CALCULISTAS


Esta semana empezamos una nueva sección dedicada a las estructuras. Sin duda ya me gustaría que el nombre fuera una ocurrencia mía, pero es una copia del título del magnífico libro: "Structures or why things don't fall down" de J.E. Gordon, que recomendé en alguna ocasión y que considero fundamental para entender el mundo de las estructuras.

En esta sección trataremos de analizar, estudiar y contar las estructuras desde otro punto de vista, huyendo de las matemáticas y acercándonos a los conceptos, que nos permitan acercar aspectos más técnicos a aquellos que no son estructuristas.


Me gustaría comenzar con una crítica a todos los “Soft-calculistas”, a todos los que en el boom de la construcción se dedicaron al cálculo de estructuras entendido como el uso de software especializado sin llegar a saber la diferencia entre estructura isostática e hiperestática.

En los últimos años, el avance tan increíble de las nuevas tecnologías y de los ordenadores, ha facilitado mucho el cálculo y la optimización de estructuras. Y digo el cálculo, ya que el diseño debe seguir las mismas pautas de siempre, el comportamiento de la estructura debe adecuarse a lo que nosotros busquemos y nunca a la solución que nos aporta un equipo informático cuya única ventaja es su velocidad en la realización de operaciones matemáticas.




Cierto es que los programas de cálculo cada vez hacen más cosas y con un margen de error cada vez menor. Además su potencial de dibujo y representación 3D hacen de cualquier diseño una cosa atrayente. Pero no es más que eso, una bonita carrocería para un coche, pero si el motor no es igual de bueno, el resultado será como tener una  bicicleta con carrocería de coche de lujo.

Como suele pasar de vez en cuando, se alinearon varios astros para que todo se confundiera: por un lado, surgió la necesidad de calcular gran cantidad de estructuras, sobre todo de edificación. Por otro, la facilidad de utilizar los nuevos software en un tiempo relativamente corto hizo que técnicos no especialistas se dedicaran al cálculo. Así que perdidos el norte y pensamos que las estructuras eran como fabricar algo en serie: era cuestión de meter los datos en un programa sacar un anejo tan grande como la biblia, editar los planos y a construir.

Sucede a menudo que nos quedamos en la forma y no hubo tiempo para llegar al fondo. Y, como resultado de las cosas que solo se analizan de forma superficial, se cometieron errores de cierto calado. Cualquiera puede pensar: si se cometieron errores, ¿Por qué no se han tenido noticias de estructuras que se han caído o venido abajo? La respuesta es bien fácil, claro que hay estructuras que han fallado, muchas más de las que podemos imaginar. El problema es que, para que una estructura llegue a caerse, deben fallar demasiadas cosas, por lo que se está sufriendo en las estructuras son patologías de distinto tipo.

Cuando se calculan estructuras se tienen en cuenta ciertos parámetros:
  1. Estimación de las cargas.
  2. Coeficientes de minoración de la capacidad resistente de los materiales.
  3. Coeficientes de mayoración de las cargas.
Con todas estas hipótesis hay pocas probabilidades que las estructuras colapsen, pero si de que se presenten problemas que afecten a su durabilidad y sus estados de servicio  Y estos son los problemas a los que se están enfrentando en el mercado, tales como:
  1. Fisuración excesiva.
  2. Asientos diferenciales.
  3. Deformaciones permanentes.
  4. Fallo de elementos parciales de la estructura.
Sin duda, esto afecta a la imagen de los técnicos que se dedican al cálculo de estructuras, ya que en este país somos muy amigos de las críticas colectivas, sin detenernos en las búsqueda de razones o entrar a profundizar en las causas.

Debemos ponernos las pilas y ser más serios con nuestro desempeño en el cálculo. He aquí algunos consejos que creo nos vendrían bien a todos:
  1. Lo fundamental es que pensemos qué queremos resolver y cómo lo queremos hacer. Analizar la geometría y las cargas y ver como queremos soportarlas y transmitirlas al terreno. Debemos comprender la estructura y para eso hay que simplificar todo lo posible nuestro modelo real, hasta que veamos el funcionamiento completo del sistema estructural.
  2. No tengamos prisa en empezar a introducir datos en el software: esa parte nos complicaría y debe ser la parte más mecánica. No confundamos: el cómo resolvemos con la forma/método en que lo vamos a resolver. Esto último (los programas de cálculo) es solo una herramienta para obtener lo primero.
  3. No olvidemos revisar todo nuestro trabajo: hipótesis de partida, tipología estructural elegida, modelo simplificado de comportamiento estructural, resultados obtenidos del software... Recordemos que un error en las etapas iniciales nos llevará a un mayor coste del trabajo, por lo que debemos tener especial cuidado en las etapas de diseño.
  4. Nunca nos cansemos de aprender y estudiar: cada proyecto es un nuevo reto que nos puede proporcionar nuevos conocimientos y habilidades, por lo que nunca deberemos desaprovecharlo.

"El secreto es contemplar, escuchar y compartir lo que las estructuras nos dicen"

8 comentarios:

  1. Muy acertado. Y por cierto, imprescindible, por que he vivido casos en que la ingenieria se cortaba en este aspecto, estudio geotécnico todo lo necesario que haga falta. Al fin y al cabo una estructura se comporta como un ser vivo, y en el caso de los animales las patas es su sustento para estar donde está. Por otro lado las acciones muy bien definidas, por que el viento y la nieve "cimbrea", dilata, contrae como vemos en el mundo vegetal. Y a partir de ahí considerar si una unión es articulada o rígidad, coeficientes de pandeo según arriostramientos, etc. no deja de ser como dices matemáticas aplicadas.

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    1. Muchas gracias Jesus por tu comentario. La verdad que los recursos son siempre limitados, por lo que la ingeniería tambien ve recortada sus horas, pero eso debemos asumirlo como parte del negocio, cada vez más ajustado. Pero está claro que debemos exigir que nuestros colegas saben qué es lo que hacen, independientemente de los programas que utilicemos. Un saludo

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  2. Muy interesante la reflexión sobretodo para los que has bautizado como “Soft-calculistas” (creo que lo podemos incorporar ya a la jerga entre ingenieros). Siempre está bien recordar que detrás de las estructuras hay gente pesando, sobretodo ahora con el boom del BIM, que ya parece que la estructura aparezca de la nada en un modelo informático.

    Estructuras tan emblemáticas como el Puente de Brooklyn o la Torre Eiffel se hicieron sin ordenadores ni modelos 3D, utilizando la audacia.

    Un saludo

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    1. Buenas tardes Jaume y muchas gracias por dejar tu comentario. Estoy de acuerdo al 100% con tu comentario. Creo qeu hemos dejado a un lado la verdadera forma de entender y desarrollar las estructuras, y nos hemos dejado deslumbrar por el potencial de los software.
      un saludo y felicidades por tu blog.

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  3. ¿Qué hace un ingeniero en estructuras?
    1.- Elige materiales que se ensayan sus propiedades y en base a ellas se determinan sus propiedades mecánicas.
    2.- Se estiman las cargas y su presencia simultanea.
    3.- Calcula usando modelos simplificados del problema real.
    4.- Se construye con personas que no se sabe muy bien la cualificacion que tienen.
    5.- Se exige que cumpla unos códigos ó normas establecidas, que garantizan que aunque se caiga lo hizo legalmente.
    Y aún con todo esto, es uno de los ingenieros más respetados.

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    1. Hola Juan A. Peña, gracias por tu comentario.Yo no incluiría tu punto 4 como parte de las funciones de un ingeniero de estructuras, ya que no siempre tiene relación con la ejecución de la obra.
      un saludo

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  4. Hola, estoy completamente de acuerdo. Muchos compañeros de universidad, y me atrevería a decir algún profesor asociado, no sabrían la diferencia entre estructura isostática e hiperestática mas que decir que hay más reacciones incógnita. Es lamentable.
    Soy estudiante de último curso de Ing.Civil. Puedes contactar conmigo vía Twitter: @vamosLillo
    Es un placer seguir el blog. Saludos ;-)

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    1. Gracias Carlos por tu comentario. Hay ciertas cosas que son lamentables y que también afectan a la universidad...en carreras como las nuestras deben siempre enseñar los mejores, que no tienen por que ser los mejores expedientes; y deben tener experiencia en el día a día.
      Suerte con tu último curso!!
      un saludo

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