¿Qué es el diseño de acero estructural?

El acero es el material de construcción más utilizado en el mundo hoy en día. Su relación resistencia-peso, durabilidad, elasticidad, flexibilidad, respeto por el medio ambiente y simple atractivo estético han establecido, en los más de 100 años desde su invención, el acero como el componente estructural integral de prácticamente todas las estructuras comerciales importantes que existen. Desde rascacielos hasta puentes, desde automóviles hasta barcos, desde oleoductos hasta pórticos de cohetes, la durabilidad y versatilidad del acero hace posibles estos accesorios de la civilización moderna.

Por supuesto, con la llegada del acero surgió el concepto de diseño de acero estructural. Para que se erijan correctamente, las configuraciones geométricas de las estructuras de acero, los diversos factores involucrados en la construcción de un rascacielos de acero, por ejemplo, deben calcularse y refinarse, a menudo antes de que se moldee el acero que se utilizará. En la progresión de una estructura de acero desde la idea hasta la construcción, un ingeniero de estructuras de acero se encuentra entre los primeros expertos que se alistan en el proceso de construcción.

Lo esencial del diseño de acero estructural, a diferencia del diseño arquitectónico, es garantizar la integridad estructural de un edificio, puente, vehículo, torre, etc. de acero. El diseño de acero estructural abarca la familiaridad con los diferentes tipos de acero y aleaciones a base de acero, confianza en fórmulas que representan la resistencia a la tensión y los factores de carga de, entre otras cosas, vigas de acero, columnas, arriostramientos, conectores y soportes colgantes, así como un amplio dominio de las formas geométricas y las matemáticas de la construcción. Si alguno de los componentes físicos o de diseño falla, el resultado inevitable es el desastre. Las consideraciones estéticas son más directamente la procedencia de un arquitecto y no tienen relación con el desempeño adecuado del esqueleto de acero de una estructura.

El diseño del acero estructural ha evolucionado de concentrarse únicamente en la rigidez que el acero puede proporcionar y proporciona una estructura, a las ventajas que proporciona el acero en la flexibilidad estructural, lo que permite que una estructura resista mejor las tensiones de la naturaleza y del hombre. Curiosamente, el principal impulso para esta evolución en el diseño de acero estructural fueron los terremotos. El diseño preliminar de estructuras de acero de varios pisos y tramos de acero largos generalmente se basa primero en la eficacia con la que la estructura resistirá un terremoto importante. La resistencia al viento también es un factor importante en el diseño y la construcción de estructuras de acero altas, al igual que el terrorismo.

En su infancia, el diseño de acero estructural se logró a través de horas de minuciosos cálculos físicos, bocetos y, muy a menudo, ensayo y error. A medida que ha mejorado la calidad del acero en sí, también lo ha hecho la mecánica del diseño del acero estructural. El diseño asistido por computadora (CAD) es quizás la herramienta más innovadora y efectiva en el avance del diseño de acero estructural, aliviando al ingeniero estructural del tedio y error inherentes al cálculo físico y al dibujo manual. CAD garantiza un proceso de diseño mucho más rápido y preciso a un costo significativamente menor.