¿Qué es el diseño de acero estructural?

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

Por supuesto, con la llegada del acero surgió el concepto de diseño de acero estructural. Para ser erigido 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 incluso de fundir el acero que se utilizará. En la progresión de una estructura de acero desde la idea hasta el montaje, un ingeniero estructural de acero se encuentra entre los primeros expertos en incorporarse al proceso de construcción.

Lo esencial del diseño de acero estructural, a diferencia del diseño arquitectónico, es la garantía de la integridad estructural de un edificio de acero, puente, vehículo, torre, etc. El diseño de acero estructural abarca la familiaridad con los diferentes tipos de acero y aleaciones a base de acero, confianza en fórmulas que describen factores de resistencia al estrés y de carga de, entre otras cosas, vigas de acero, columnas, tirantes, conectores y colgadores, 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 nada que ver con el desempeño adecuado del esqueleto de acero de una estructura.

El diseño de acero estructural ha evolucionado de concentrarse únicamente en la rigidez que el acero puede proporcionar y proporciona a una estructura, a las ventajas que el acero brinda en cuanto a flexibilidad estructural, lo que permite que una estructura resista mejor las tensiones de la naturaleza y el hombre. Curiosamente, el mayor 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 en primer lugar en la eficacia con la que la estructura resistirá un gran terremoto. La resistencia al viento también es un factor importante en el diseño y la construcción de estructuras altas de acero, al igual que el terrorismo.

En su infancia, el diseño de acero estructural se logró a través de horas de minucioso cálculo físico, dibujo y, muy a menudo, prueba y error. A medida que la calidad del acero en sí ha mejorado, también lo ha hecho la mecánica del diseño de 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 inherente al cálculo físico y al dibujo manual. CAD garantiza un proceso de diseño mucho más rápido y preciso a un costo significativamente menor.