¿Qué son las estructuras?

Las estructuras son un conjunto de elementos dispuestos y ordenados, destinados a sostener cuerpos. Estas son capaces de soportar acciones externas sin que se rompan o deformen completamente. Las estructuras pueden ser la totalidad del objeto que sostienen o, en cambio, ser solo un elemento de este, tal como lo son las vigas de un edificio.

Todas las estructuras, independientemente del tipo que sean, responden a tres premisas:

1. Están compuestas por elementos simples unidos entre sí.
2. Resisten a fuerzas externas a las que están sometidas.
3. Conservan una forma básica.

¿Cómo se dividen las estructuras?

El orden y relación que hay entre los elementos que forman parte de una estructura facilitan el funcionamiento de un determinado sistema, ya sean materiales o inmateriales:

1. Estructuras materiales: ya sean de carácter natural o producto de manufactura o intervención humana, son aquellas que emplean materiales físicos para su conformación. Este tipo de estructura garantiza el orden y funcionamiento de un sistema. Dentro de esta clasificación, existen:
   • Estructura de un sistema orgánico, como la ósea, que permite darle soporte al cuerpo de un animal.
   • Estructuras arquitectónicas, pensadas para el funcionamiento de una edificación.
2. Estructuras inmateriales: son aquellas que hacen referencia a procesos, flujos de pensamiento, relaciones o información intangible. Por ejemplo:
   • Estructura social, se refiere al funcionamiento de los grupos sociales en cuanto a modos, líneas de pensamiento, organización, costumbres, leyes, etc.
   • Estructura empresarial, es decir, el modo en que se organizan y distribuyen las responsabilidades dentro de una empresa.
   • Estructura de pensamiento, para referirse a los procesos de generación y asimilación de ideas, a partir de premisas, inducciones y deducciones.

¿Qué tipos de estructuras existen?

Teniendo en cuenta que las estructuras pueden ser el resultado de la intervención humana o, por el contrario, ser independientes de ella, diremos que existen distintos tipos de estructuras:

1. Estructuras portantes, que se pueden dividir en estructuras de construcción, de ingeniería civil y mecánicas, cuyos elementos estructurales pueden ser pilares, vigas, arcos, bóvedas, placas, losas de hormigón, cuerdas, etc. Los aviones, edificios, barcos o puentes tienen estructuras portantes que les dan solidez a las obras.
2. Estructuras químicas, abarcan la geometría molecular a través de fórmulas estructurales para expresar enlaces entre átomos.
3. Estructuras biológicas, que van desde los átomos y moléculas hasta tejidos, órganos, organismos o ecosistemas.
4. Estructura de datos, que plantea una forma de organizar la información en un sistema informático para analizarla y utilizarla de manera eficiente. Esta estructura representa la parte integral de un algoritmo.
5. Estructura de software, cuyos elementos determinan los requerimientos del sistema a desarrollar.

¿Qué son las estructuras en la construcción?

En construcción, todos los elementos unidos y conectados entre sí, capaces de sostener cargas y garantizar la función estático-resistente de un edificio, son lo que se define como estructura.

Algunos elementos estructurales en construcción son:

• Cimientos, encargados de repartir el peso de la estructura por el suelo, de manera que esta no corra peligro de hundirse. Supone la base de la edificación.
• Columnas, que transmiten la carga de la edificación al suelo a través de cimientos. Su función es la de soportar el peso.
• Muros, que soportan cargas y tienen, además, la función de cerrar espacios.
• Arcos, cuya función es completar el espacio abierto que existe entre dos pilares o muros por medio de la trabazón de piezas que trazan una línea curva que permite transmitir toda la carga a los apoyos.
• Vigas, que soportan cargas a través de uno o más apoyos.
• Armaduras, que funcionan a modo de flexión y trabajan como unidad con otros elementos dispuestos para sostener una carga, como las vigas. Suelen utilizarse en grandes naves industriales o almacenes. Se construyen con madera, acero u hormigón.
• Tirantes y tensores, que funcionan a modo de cuerdas o cables para dar rigidez a las estructuras.
• Perfiles, que consisten en barras de acero laminadas con las que se pueden ensamblar estructuras ligeras capaces de soportar grandes pesos.

¿Qué fuerzas se aplican para sostener estructuras de construcción?

Para soportar el peso, tanto el propio, como el de la edificación, así como la fuerza de factores externos como el viento, las estructuras se valen de diversos tipos de fuerza:

1. Tracción: un cuerpo sufre tracción cuando en sus extremos actúan dos fuerzas opuestas que lo estiran. Es el tipo de fuerza que aplican los elementos estructurales como los tensores o tirantes.
2. Compresión: un cuerpo sufre compresión cuando en sus extremos actúan dos fuerzas opuestas que lo comprimen. Este tipo de fuerza lo soportan los pilares y cimientos.
3. Flexión: un cuerpo sufre de flexión cuando sobre él actúan fuerzas que lo doblan. Esta fuerza la soportan las vigas.