Cálculo estructural en la construcción: todo lo que debes saber

Si te has preguntado alguna vez qué es el cálculo estructural y por qué es tan relevante para crear edificaciones sólidas y seguras, ¡no te preocupes!, aquí encontrarás todas las respuestas.

La importancia del cálculo estructural

El cálculo estructural es un proceso fundamental para determinar las dimensiones y los materiales necesarios para que una estructura sea capaz de resistir las cargas a las que estará sometida a lo largo de su vida útil.

En ese sentido, ayuda a garantizar la seguridad y estabilidad de una construcción, evitando posibles colapsos o deformaciones excesivas que pongan en peligro, tanto a la estructura como a las personas que la habitan o transitan por ella.

Algunos de los riesgos asociados a una nula o deficiente realización de los cálculos estructurales son:

• Incumplimiento normativo. No seguir los estándares dispuestos por el gobierno, o bien, según las normas y reglamentos de construcción vigentes, puede resultar en incumplimientos legales y sanciones. 
• Gastos financieros adicionales. Una mala planificación y ejecución da lugar a modificaciones y refuerzos durante la construcción. Estos cambios generan costos financieros y operativos adicionales significativos, ya que implican retrabajo, compra de materiales extra y retrasos en la finalización del proyecto.
• Riesgos para la salud y seguridad. Cuando la estructura no es capaz de soportar las cargas se podría incurrir en reparaciones frecuentes, desgaste prematuro o incluso colapsos que ocasionen heridas graves o la muerte de las personas que la ocupen, en el peor de los casos. 
• Mala reputación y pérdida de negocios. Un proyecto de construcción que no cumple con los estándares de seguridad y calidad establecidos puede afectar seriamente la reputación de los profesionales o de la empresa involucrada, provocando la pérdida de futuros contratos y oportunidades de negocio, dañando la confianza de los clientes y la comunidad en general, a su vez.

 

Tipos de cálculos estructurales en la construcción

Cuando hablamos de cálculos estructurales en la construcción, nos referimos a un proceso complejo que engloba varios aspectos fundamentales. A continuación, te presento algunos de los más relevantes:

 

Cálculos de cargas 

Uno de los primeros pasos es determinar todas las cargas que actuarán sobre la estructura. Esto incluye la carga muerta (el peso propio de la construcción), la carga viva que es la ejercida mediante el uso (personas, mobiliario, etc.) y las generadas por fenómenos climatológicos (el viento, la lluvia, la nieve o los sismos por ejemplo). 

Es importante considerar todas ellas para anticipar cómo afectarán a la estructura y cuánto peso deberá soportar.

 

Análisis de esfuerzos y deformaciones

Una vez conocidas las cargas, debemos averiguar cómo afectarán a la estructura y cómo ésta se deformará frente a las mismas. Así, podemos evaluar la respuesta bajo diferentes circunstancias para asegurar que se mantenga segura y estable.

Esto implica analizar la tensión, la compresión y la flexión que experimentará la estructura, así como las deformaciones permitidas para mantener la estabilidad.

 

Diseño de elementos estructurales

Con base en el análisis anterior, se procede al diseño de los elementos estructurales, como las columnas, vigas, losas y paredes. 

Para ello, es necesario seleccionar los materiales adecuados, así como determinar las dimensiones y geometría (con base en teorías y fórmulas) de cada uno para que sean capaces de resistir las cargas y deformaciones previstas.

 

Análisis sísmico

Las zonas sísmicas presentan un reto adicional en el diseño estructural. Por eso es crucial realizar un análisis específico para estudiar cómo un terremoto afectará a la construcción. 

Se considera la magnitud esperada del sismo, la aceleración y las fuerzas asociadas, diseñando la estructura para resistir estos eventos y garantizar la seguridad de las personas.

Te puede interesar nuestro curso: Diseño de edificaciones sismorresistentes en hormigón armado. 

 

Cálculos de cimentación

Se deben tomar en cuenta las características del suelo y las cargas aplicadas para determinar el tipo de cimiento (zapatas, losas, pilotes, etc.), además de especificar las dimensiones y detalles necesarios para una correcta distribución de las cargas al terreno.

Estos son solo algunos de los cálculos que se realizan durante el proceso de diseño y construcción de una estructura. Cada uno tiene su importancia y se interrelacionan entre sí para asegurar la estabilidad y resistencia de un edificio.

 

¿Quién es responsable de realizar los cálculos estructurales?

Puesto que se trata de un proceso integral y complejo, debe ejecutarse por profesionales altamente capacitados, con experiencia en el diseño y cálculo de estructuras. Entre ellos se encuentran:

• Ingenieros estructurales. Son los más especializados en el diseño, análisis y cálculo de estructuras. Están capacitados para aplicar normativas y estándares, garantizar la seguridad, estabilidad y mantenimiento adecuado de las construcciones. No obstante, deben estar debidamente registrados y acreditados por la entidad reguladora correspondiente.

• Arquitectos. También pueden tener la capacidad de realizar algunos cálculos estructurales básicos como son la distribución de cargas y la elección de materiales adecuados, pero, generalmente, se enfocan más en la estética y funcionalidad de los edificios. 

• Empresas especializadas. Son aquellas que ofrecen servicios de ingeniería y consultoría, suelen contar con una amplia experiencia en el sector y múltiples casos de éxito que respaldan su labor.

Si quieres profundizar en temas relacionados con el cálculo estructural y potenciar tus habilidades en la construcción, un plan de capacitación puede ayudarte a lograrlo. En Design Modeling, podrás encontrar un abanico de cursos asíncronos y pregrabados que te ayudarán a mantenerte al día. ¡Consulta nuestro catálogo de cursos de cálculo estructural aquí!