miércoles, 27 de noviembre de 2013

La primera clase de estructuras. Experimento con papel.

Normalmente hablamos sobre grandes arquitecturas, sobre lo que hemos hecho, sobre lo que nos gustaría hacer... pero hoy no, hoy os voy a hablar sobre algo que recuerdo perfectamente de mi primer día en una clase de estructuras.

Probablemente acabe contando ésto dentro de 30 años como si fuera una batallita y cómo influyó en mi concepción de la arquitectura desde el punto de vista de la estructura.

La asignatura se llamaba "mecánica del sólido y sistemas estructurales", el catedrático: D. Ricardo Aroca, del que por cierto, guardo un grato recuerdo. 

Era la primera clase que recibía de estructuras y no tenía ni idea de por dónde me iba a venir nada. La verdad es que fue una clase magistral en la que me quedó un concepto clarísimo. La rigidez y la estabilidad de un estructura sometida a compresión no depende del material, sino de la forma de su sección.

Por aquel entonces no teníamos ni idea de qué era el momento de inercia, ni falta que hacía. Lo mejor era hacernos ver a través de un ejemplo lo que podríamos hacer con un mismo material.


El experimento


Los que ya sois arquitectos o ingenieros probablemente ya lo habréis hecho antes, pero para todos los demás os animo a que lo hagáis si no lo hicisteis durante la carrera.

Este experimento no entraña ningún riesgo para la salud puesto que sólo necesitaremos una hoja de papel y una superficie plana.

Lo primero es hacerse con la hoja de papel e intentar dejarla apoyada sobre uno de sus lados largos. Como podréis comprobar resulta imposible hacerla estable.

Raffmou intentando sujetar el papel sobre la mesa del estudio.

Ahora probaremos a hacerle un doblez, a un tercio aproximadamente de la hoja, y lo doblaremos ligeramente para hacer una especie de "L". En esta ocasión, el papel se sujeta perfectamente, es más, es capaz de soportar el peso de un portaminas, que aunque no es mucho es más que suficiente para hacernos pensar... un momento ¿Por qué si el material es el mismo ahora sí que aguanta un cierto peso?.

El hecho es que hemos conseguido dos cosas con este movimiento. Por una parte le hemos dado estabilidad general al obligarle a apoyarse sobre dos aristas convergentes. Por otra parte y como consecuencia, la forma le ha dado una sección característica con la que se puede obtener un momento de inercia.

Primer doblez. El papel aguanta un portaminas.

Continuemos, ahora vamos a doblar de manera simétrica a como lo hicimos antes el papel de nuevo. Tendremos la misma forma que la foto de abajo. De nuevo se ha incrementado la estabilidad general y la inercia de la forma, con lo que con el mismo material ahora somos capaces de soportar el peso de un escalímetro (que pesa 10 veces más que el portaminas).

Segundo doblez. El papel soporta el peso de un escalímetro.
Así que queda demostrado que cuantos más dobleces hagamos y siempre con el mismo material, resulta que la forma de la sección de la estructura se comporta de manera "más resistente". Sigamos pues haciendo dobleces para ver qué más puede "sujetar" una simple hoja de papel.

En esta ocasión hemos hecho 8 dobleces y "un poco de trampa" puesto que hemos conectado los dos extremos con un poco de celo para hacer una "especie de pilar", quedando de la siguiente manera:


El "pilar de papel".

Muy bien, pues pongámosla a prueba. ¿Qué tenemos a mano?, pues lo primero que teníamos es a nuestra mascota Murcutt, a la que aprovechamos para presentaros, siempre está dispuesta a dejarse espachurrar, sobretodo cuando se nos acaban las ideas. Después de eso siempre nos lo agradece con un gravísimo "oing!". Muy majo Murcutt.

Dicho lo cual, añadiré que Murcutt pesa el doble que el escalímetro y como podéis observar nuestro pilar pudo con él sin problemas.


Murcutt en una prueba de carga.

Como es un simple papel y no corre peligro la vida de nadie nos dispusimos llevarlo al límite. En este caso nos decidimos por uno de los números de la revista del CSCAE, que debe pesar entorno a medio kilo.


El pilar llegando a su límite.

Fue entonces cuando se empezaron a mostrar ciertos pandeos internos dentro del papel, aunque afortunadamente consiguió pasar esta prueba también. Estábamos alcanzando el límite de su aguante a compresión. Sabíamos que el fin le estaba llegando, pero decidimos doblar la apuesta. Le pusimos una de las revistas del COAM.

Lamentándolo mucho el "pilar de papel" quedó sólo para "papel en sucio". No os hemos mostrado la foto para no herir sensibilidades, pero que sepáis que ahora unos dibujos a lápiz lo decoran con lo que ha pasado a una vida mejor.


Conclusión


Hay que entender que las estructuras no son sólo los materiales que las conforman, que también, si no que en gran medida podemos dimensionarlas si somos capaces de jugar con las formas para darles más "ridigez, estabilidad y aguante". 


Agradecimientos:

"A Murcutt, por haberse dejado hacer una prueba de carga
...otra vez".

Pablo.

2 comentarios:

  1. Hola,

    Me ha encantado este artículo. A mí por lo menos no me lo contaron en la escuela y creo que es la base del cálculo de estructuras.

    Saludos!!

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  2. ¡Muchas gracias!

    Efectivamente, es la base para la compresión de cómo funciona internamente una estructura. Un ejemplo tangible para que todo el mundo pueda comprenderlas.

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