Estructuras y mecanismos

1. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN:
ESTRUCTURAS Y MECANISMOS
KRISTINA NIKOLOVA
2 ESO-D

2. ESTRUCTURAS
La misión de las estructuras es soportar las acciones
externas manteniendo la forma de las
construcciones.
Según la forma y el material con que estén construidas
pueden distinguirse tres tipos de estructuras: masivas,
laminares o de carcasa y de armazón.

3. 1.MASIVAS
Las estructuras masivas son estructuras muy pesadas y
macizas formadas por superficies anchas y resistentes. Para
construirlas se emplea gran cantidad de material.

4. 2.LAMINARES O DE CARCASA
Están constituidas por láminas resistentes que
envuelven al objeto, formando una caja o carcasa
que protege y mantiene en su posición a las piezas
que lo componen.

5. 3.DE ARMAZÓN O DE ARMADURAS
Estas estructuras están formadas por piezas alargadas unidas entre sí
para formar una especie de armazón.
Según la disposición de sus elementos, las clasificamos en:
trianguladas, entramadas y colgadas.
Trianguladas:
• Se caracterizan por la disposición de barras formando
triángulos.
Entramadas:
• Están formadas por una malla de piezas verticales y
horizontales.
Colgadas:
• Soportan el peso de la construcción mediante cables o barras
que van unidos a soportes muy resistentes.

6. ESFUERZOS
Existen 5 tipos de esfuerzos mecánicos: tracción, compresión, flexión,
cizalladura y torsión.
Tracción:
• Se aplican dos fuerzas de sentido opuesto a un
cuerpo y lo alargan.
Compresión:
• Se aplican dos fuerzas de sentido puesto a un
cuerpo y lo aplastan.
Flexión:
• Un cuerpo recibe una o más fuerzas que
tienden a doblarlo.

7. Cizalladura:
• Se aplican dos fuerzas de sentido opuesto a
un cuerpo que tienen tendencia a cortarlo.
Torsión:
• Se aplican dos fuerzas de sentido opuesto a
un cuerpo que tienen tendencia a retorcerlo.

8. ELEMENTOS RESISTENTES DE UNA ESTRUCTURA Y
ESFUERZOS A LOS QUE ESTÁN SOMETIDOS
 Pilares: elementos resistentes dispuestos en posición vertical, que
soportan el peso de los elementos que se apoyan sobre ellos.
Cuando presentan forma cilíndrica se les denomina columnas. Los
pilares están sometidos a un esfuerzo de compresión.

9. Vigas: Elementos colocados normalmente en posición horizontal que
soportan la carga de la estructura y la transmiten hacia los pilares. Las
vigas pueden estar sometidas a esfuerzos de flexión, torsión y
cizalladura.
Tirantes: Son cables, normalmente constituidos por hilos de acero,
que dan rigidez y permiten mejorar la resistencia de la estructura.
Los tirantes están sometidos a un esfuerzo de tracción.

10. Arcos: Forma geométrica muy utilizada a lo largo de la historia como
solución arquitectónica. Permite trasmitir las cargas que soporta hacia
los elementos que sustentan la estructura. Los arcos están sometido a
un esfuerzo de compresión.
Forjado: es la estructura horizontal (o con una pequeña inclinación),
formada por el conjunto vigas, viguetas, bovedillas, hormigón y solería,
que nos sirve de techo (si hay una planta superior), y de suelo.

11. Cimientos: es el elemento encargado de soportar y repartir en la tierra
todo el paso de la estructura, impidiendo que ésta sufra movimientos
importantes. Normalmente soporta esfuerzos de compresión.

12. TRIANGULACIÓN
Existen muchas estructuras que están formadas a base de triángulos
unidos entre sí. Este tipo de estructuras, que adquieren una gran rigidez,
tienen infinidad de aplicaciones.
El triángulo es el único polígono que no se deforma cuando actúa sobre
él una fuerza. Cualquier otra forma geométrica que adopten los
elementos de una estructura no será rígida o estable hasta que no se
triangule.

13. A base de triangulación se han conseguido vigas de una gran longitud y
resistencia, que se llaman vigas reticuladas o arriostradas y que se
emplean profusamente en la construcción. En las casetas de feria se
pueden observar, durante los procesos de montaje y desmontaje, los
triángulos que soportan el peso de la lona que las cubre. Estos triángulos
se denominan cerchas.
Sin duda la estructura reticulada más famosa del mundo es la torre Eiffel.
A medida que la torre se eleva, los pilares se giran hacia el interior, hasta
unirse en un solo elemento articulado.

14. ESTRUCTURAS A LO LARGO DE LA HISTORIA
Año 1300 a.C.
En el sudoeste de Francia se demuestra que durante esta época los
primeros pobladores ya construían sus tiendas de palos de madera sobre
las que colocaban pieles de animales.
Año 1800 a.C.
En esta época fueron construidos puentes de materiales muy básicos.
Año 2500 a.C.
En la edad de bronce la estructura eran muy sencillos: clavos con el suelo
sujetados al suelo. Los ejes verticales eran estirados mediante piedras.
Año 2500 a.C.
Es creado el cigoñal que era una grúa que sacaba agua de un rio o un lago.
Año 432 d.C.
Con el uso de materiales fuertes y resistentes, como la piedra, se dio un
salto cualitativo. Para subir cada piedra al lugar apropiado, había
estructuras paralelas, generalmente con madera.

15. Año 140 d.C.
La estructura de acueducto que utilizaron los romanos fue bastante
popular. Eran formadas por bloques de piedra trabajada por canteras, su
forma evitaba el derrumbamiento debido a su propio peso y al agua.
Año 1132 d.C.
En la Europa medieval, muchos puentes que había en las ciudades tenían
viviendas encima. El material fundamentado era la piedra.
Año 1555 d.C.
En la edad media, en la construcción se hizo una combinación de
columnas y paredes de piedra que sujetaban al peso de todo el edificio.
Siglo XVIII.
El primer puente de acero fue construido sobre el rio Serben y
Coalbrookdale (Inglaterra). En este momento el acero desplazo la piedra.
Año 1884.
La estatua de la libertad fue donada por el gobierno francés a los estados
unidos para conmemorar el centenario de independencia.
Siglo XX.
Todos los lugares, en las ciudades necesitan estructuras resistentes.,
capaces de soportar gran peso.

17. TAGOROR
La palabra Tagoror en bereber significa "recinto circular de piedras" o
"lugar de reunión". Era el lugar, cercano al poblado guanche, donde se
reunían los ancianos y dirigentes de la comunidad para tomar decisiones
que afectaban a su pueblo. Estas reuniones podían tener carácter religioso
o judicial.
El Tagoror tenía forma circular y estaba constituido por grandes piedras
planas que hacían de asiento distribuidas en el interior del círculo formado
también por piedras o lajas de gran tamaño, a veces, semienterradas, que
delimitaban el espacio. Estaba dirigido por un Guadameñe o sumo
sacerdote.
En la época anterior a la conquista había numerosos tagorores a lo largo y
ancho de la superficie habitable de la isla de Tenerife, que fueron
desapareciendo paulatinamente después de la colonización española. A
pesar de ello todavía se puede contemplar algunos en los lugares más
apartados de la isla. En Gran Canaria estas reuniones recibían el nombre
de "Sábor".

19. MECANISMOS
Se le llama mecanismo a la máquina simple en un conjunto , que a
través de sólidos resistentes, elementos elásticos, etc., unidos entre sí
mediante diferentes tipos de uniones, llamadas así pares cinemáticos
(pernos, uniones de contacto, pasadores, etc.), cuyo propósito es la
transmisión de la Energía mecánica y de su estudio se ocupa la
mecánica.
Hay dos tipos de mecanismos: mecanismos de transmisión del
movimiento(palanca, polea y polipastos, poleas con correa o rueda de
fricción y engranajes) y mecanismos de transformación del
movimiento(piñón-cremallera, tornillo sin fin-corona, levas y
excéntricas y biela y manivela).

20. MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
- PALANCA
Las palancas son máquinas simples . Están compuestas por una barra
rígida y un punto de apoyo. Se utilizan para aplicar una fuerza elevada a
partir de una fuerza más pequeña. Cuando una palanca multiplica la
fuerza inicial decimos que tiene ventaja mecánica, pero cuando hay que
aplicar una fuerza elevada para vencer una fuerza más pequeña , se dice
que tiene desventaja mecánica.
LA LEY DE LA PALANCA:
F. BF = R . BR
Hay tres tipos de palancas según la posición relativa de la fuerza , la
resistencia y el punto de apoyo.
PALANCAS DE PRIMER GRADO
El punto de apoyo está situado entre la fuerza y la resistencia.

21. PALANCAS DE SEGUNDO GRADO
La resistencia está situada entre la fuerza y el punto de apoyo.
PALANCAS DE TERCER GRADO
La fuerza se sitúa entre la resistencia y el punto de apoyo.

22. - POLEA Y POLIPASTO
Una polea, es una máquina simple, un dispositivo mecánico de
tracción, que sirve para transmitir una fuerza. Se usa como elemento de
transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y
mecanismos.
Las poleas pueden ser fijas o móviles:
Fijas: consiste en un sistema donde la polea se encuentra sujeta a la viga
Móviles: esta clase de poleas son aquellas que están unidas a la carga y
no a la viga.
El conjunto de dos o más poleas fijas y móviles se llama polipasto.

23. - POLEAS CON CORREA O RUEDA DE FRICCIÓN
Un sistema de transmisión por correa es un conjunto de dos poleas
acopladas por medio de una correa con el fin de transmitir fuerzas y
velocidades angulares entre árboles paralelos que se encuentran a una
cierta distancia.
La fuerza se transmite por efecto del rozamiento que ejerce la correa sobre
la polea.
N1 . D1 = N2 . D2
En este mecanismo una de las ruedas debe ser la motora que va acoplada
a un eje movido por un motor , y la otra deber ser la conducida también
acoplada a un eje y que es donde encontraremos la resistencia que hay
que vencer.

24. - ENGRANAJES
Los engranajes son elementos mecánicos diseñados para transmitir
movimientos giratorios. Los engranajes tienen dientes. Estos dientes
engranan en los de otra rueda similar, de tal forma que cuando una de
ellas gira obliga a girar a la otra. La característica fundamental de un
engranaje es el número de dientes que posee, este valor se representa con
la letra Z. El otro dato esencial es la velocidad de giro, que se representa
con la letra N. Se mide en rpm, e indica el número de vueltas que da un
engranaje cada minuto. En los mecanismos de engranajes siempre hay
uno que empuja, el engranaje motriz, y otro que recibe el movimiento , el
engranaje conducido.
N1 . Z1 = N2 . Z2

25. Hay muchos tipos de engranajes, los más comunes son:
- Según la forma del engranaje:
Engranajes cilíndricos: transmiten el movimiento entre ejes paralelos.
Engranajes cónicos: transmiten el movimiento entre ejes
perpendiculares.
- Según la forma de los dientes:
Engranajes de dientes rectos: los dientes siguen líneas rectas.
Engranajes de dientes helicoidales: tienen los dientes curvados.

26. MECANISMOS DE TRANSFORMACIÓN DEL MOVIMIENTO
- PIÑÓN Y CREMALLERA
Este mecanismo permite transformar el movimiento circular en
rectilíneo alternativo. Está compuesto por dos elementos: el piñón, un
engranaje normal, y la cremallera, que también se puede considerar un
engranaje
Este mecanismo se puede utilizar en: puertas correderas, taladros de
columna, trenes cremallera, dirección del automóvil, etc.

27. - TORNILLO SIN FIN-CORONA
Este mecanismo permite transmitir movimiento de rotación entre dos
ejes perpendiculares . Se caracteriza porque reduce drásticamente la
velocidad de giro del eje conducido.
Este mecanismo se puede utilizar en una cinta transportadora, en la
apertura y cierre de una válvula hidráulica, en el control de una
cámara de vigilancia a distancia, en el mecanismo de elevación del
ancla de un barco, etc.

28. - LEVAS Y EXCÉNTRICAS
Son mecanismos que transforman el movimiento el movimiento
circular de un eje en movimiento rectilíneo alternativo. Están
formadas por una pieza giratoria, la leva o excéntrica, y por un
elemento que roza en ella: el seguidor o varilla. Las excéntricas tienen
forma circular. Las levas pueden tener cualquier forma.
Las levas y excéntricas se utilizan para: accionar un juguete, encender
y apagar un circuito, para los cuentarrevoluciones, abrir y cerrar las
válvulas de un motor de combustión, etc.

29. - BIELA Y MANIVELA
Una manivela es una palanca que nos permite hacer girar
manualmente un dispositivo mecánico. Si le acoplamos una barra que
pueda girar libremente en sus dos extremos, la biela, obtenemos un
mecanismo biela-manivela. Este mecanismo permite transformar el
movimiento circular de la manivela en un movimiento rectilíneo
alternativo.
Este mecanismo se puede utilizar en: motor de combustión interna,
locomotora de vapor, máquina de coser, etc.

30. MÁQUINAS Y MECANISMOS A LO LARGO DE LA HISTORIA

31. La profunda imaginación de Leonardo lo llevó a diseñar un gran
número de máquinas ingeniosas, desde bélicas hasta instrumentos
científicos y máquinas voladoras. Muchos de los diseños tienen de
puño y letra del inventor detallados planos y planes de trabajo para
el taller que habría de encargarse de realizar el proyecto. Toda su
obra fue agrupada por el mismo Leonardo-en los tres elementos:
aire, tierra y agua.

32. MOLINOS Y MOLINAS
Un molino es un artefacto o máquina que sirve para moler utilizando
la fuerza del viento o del agua.
La molina fue ideada en el siglo XIX por el palmero Don Isidoro
Ortega. La ventaja que presenta frente al molino es la reunión en
una sola planta de las actividades de la molienda y manipulación del
grano, evitando que el molinero tuviera que desplazarse arriba y
abajo cargando pesados sacos de cereales.

33. MOLINO DE BETANCURIA
Es un molino de viento lata pequeña.
MOLINA DE LA ASOMADA
Una estructura que como ocurre con el
resto de molinos y molinas de la Isla,
cuenta con la declaración de Bien de
Interés Cultural, y que se encontraba en
desuso desde mediados del siglo pasado
como consecuencia del abandono de los
métodos tradicionales de elaboración de
gofio ante la llegada de la producción
industrial.

34. FIN