Reseña histórica de la resistencia de materiales.
Prof. Ing. Civil. Jose M. Lluveres.
Dailin Infante Zamora
2013-0311
19/05/2015
[email protected] Infante Zamora
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19/05/2015
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Introducción.
En este trabajo hablaremos de diversos factores que afectaron la historia de la resistencia de materiales para ello comenzaremos desde los primeros rasgos de existencia.
Su economía no era tan importante pero si su calidad hablaremos de las principales científicos que llevaron a altos estudios a la resistencia de materiales y sus funciones en la ingeniería.
Indagaremos sobre algunos famosos descubrimientos que se desarrollaron a través de la historia de la humanidad
No parece que antiguamente estuviesen especialmente preocupados por la economía de materiales de sus construcciones, pero si por la línea, la calidad de los materiales y un cierto empirismo con base experimental que le permitieron realizar obras perdurable. El transcurrir del tiempo se ha encargado de efectuar entre ella una selección natural.
Las primeras máquinas simples como el plano inclinado, la rueda, la polea, el tornillo y la cuña sirvieron para construir algunas de las magníficas estructuras antiguas. Mencionare algunos períodos importantes de esta historia y en ellos algunos pueblos, construcciones, personajes y descubrimientos importantes. Como:
Antes de los griegos (3400 – 600 AD) Los pueblos de Egipto, Asiria y Persia fueron los más destacados de éste período. Las pirámides egipcias son un ejemplo de estas extraordinarias estructuras antiguas. Adicionalmente a las pirámides son de destacar los templos construidos con columnas, muros y vigas en piedra y barro cocido.
Griegos y Romanos (600 AC – 476 DC) Los templos griegos como el Partenón y algunas construcciones romanas como puentes, acueductos, coliseos y templos, son ejemplos notorios de este período. Como elementos estructurales los romanos introdujeron la bóveda y el arco para la construcción de techos y puentes respectivamente
Período Medieval (477 - 1492): En este período, los Árabes introdujeron la notación decimal la cual permitió un desarrollo importante en las matemáticas.
Periodo temprano (1493- 1687): Francis Bacón (1561-1626), fue uno de los creadores del método experimental. Galileo Galilei (1564-1642). Matemático, físico y astrónomo italiano. Considerado como el fundador de la teoría de las Estructuras. En su libro Dos nuevas ciencias, publicado en 1938, Galileo analizó la falla de algunas estructuras simples como la viga en voladizo. Aunque sus resultados fueron corregidos posteriormente, puso los cimientos para los desarrollos analíticos posteriores especialmente en la resistencia de materiales.
Robert Hooke (1635-1703), desarrolló la ley de las relaciones lineales entre la fuerza y la deformación de los materiales o ley de Hooke. Isaac Newton (1642-1727), formuló las leyes del movimiento y desarrolló el cálculo.
Desde el año 1000 y durante este período, de destacaron las Catedrales góticas las que en la actualidad, son testimonio del ingenio de sus constructores.
Período Pre moderno (1688 - 1857): Entre los investigadores notables de este período se encuentran: John Bernoulli (1667-1748), quien formuló el principio del trabajo virtual. Leonard Euler (1707-1783), desarrolló la teoría del pandeo de columnas. Charles August de Coulomb (1736-0806), presentó el análisis de la flexión de las vigas elásticas.
Período moderno (desde 1858): En 1826, L.M.Navier (1785-1836) publicó un tratado sobre el comportamiento elástico de las estructuras, el cual se considera como el primer libro de texto sobre la teoría moderna de la resistencia de los materiales. EL desarrollo de la mecánica estructural continuó a un paso tremendo durante todo el resto del siglo XIX y hacia la primera mitad del XX, cuando se desarrollaron la mayor parte de los métodos clásicos par el análisis de las estructuras que se describen en este texto.
Los colaboradores importantes de este período: B:P: Clapeyron (1799-1864), quien formuló la ecuación de los tres momentos para el análisis de las vigas continuas; J:C: Maxwell (1831-1879), quien presentó el método de las deformaciones coherentes y la ley de las deflexiones y los círculos de Mohr del esfuerzo y la deformación unitaria; Alberto Castigliano (1847-1884), quien formuló el teorema del trabajo mínimo; C. E. Grene (1842-1903), quien desarrolló el método del momento-área; H. Müller-Breslau (1851-1925), quien presentó un principio para la construcción de las líneas de influencias; G. A. Maney (1888-1947), quien desarrollo el método de la pendiente-deflexión, que se consideraba como el precursor del método material de las rigideces, y Hardy Cross (1885-1959); quien desarrolló el método de la distribución de momentos, en 1924. EL método de la distribución de momentos proporciona a los calculistas un procedimiento iterativo sencillo para el análisis de estructuras estáticamente indeterminadas con intensidad. Este método, que fue usado con mayor amplitud por los ingenieros un procedimiento iterativo sencillo para el análisis de estructuras estáticamente indeterminadas con intensidad. Este método, que fue usado con mayor amplitud por los ingenieros en estructuras durante este período, como edificios muy altos, lo cual no habría sido posible sin disponer del método de la distribución de momentos.
El advenimiento de las computadoras en la década de 1970 revolución el análisis estructural. Debido a que la computadora podía resolver grandes sistemas de ecuaciones simultáneas, los análisis que llevaban y, a veces, semanas en la era previa a la computadora ahora se podían realizar en segundos. El desarrollo de los métodos actuales, orientados a la computadora se pueden atribuir, entre otros, a J. H. Argyris, R. W. Clough, S. Kelsey, R. Livesley, H. C: Martin, M. T. Turner, E.L. Wilson y O. C. Zienkiewiez.
Por lo anterior podemos darnos cuenta, que la resistencia de materiales, traza sus orígenes desde tiempos mucho tiempo atrás, anteriormente no se tenía en cuenta, tantas ecuaciones, y no se podía determinar con exactitud, la resistencia de los materiales. Pero los primeros constructores de manera intuitivas, y atreves de distintas, pruebas practica y experiencias, pudieron desarrollar cierto conocimiento, y establecer que material era más resistente, y por consiguiente, podían identificar cual era el material apropiado, para poder llevar a cavo los diferentes tipos de construcciones . Con el paso de los años y la introducción de los cálculos, y del interés y aportes de muchos científicos e investigadores, se nos ha facilitado el trabajo, a los ingenieros actúeles, ya que contamos, con tablas y valores fijos, para cada tipo de material, también existen formas matemáticas, para poder determinar el comportamiento del material en una estructura sin que esta allá sido montada. De la misma forma también podemos saber cuál es su reacción antes otro materiales, que cantidad máxima de peso puede soportar, entre otros. Existen muchos cálculos que sirven para llevar a cavo una construcción, o para poder determinar su comportamiento a exigencias máximas. Cabe recordar que en la actualidad, existen muchos programas y software, que facilitan los cálculos, por medios de programas computacionales, y simuladores electrónicos.
Como ingeniero, saber la importancia de la aplicación de la resistencia de materiales, es muy útil y de mucho provecho, ya que de eso depende en gran parte nuestra carrera, ya sea en la construcción, como en el diseño.
Al final del siglo XVI, Galileo resolvió ciertos problemas de igual resistencia y efectuó los primeros ensayos conocidos de tracción y de flexión.
En 1678 enunció Hooke la ley de proporcionalidad de deformaciones y fuerzas. En la misma época, Mariotte y Jacques Bernoulli estudiaron la flexión plana.
Ley de Hooke se puede expresar matemáticamente así:
= -k
En 1773, Parent, después de Coulomb, proporcionaron una teoría correcta de la flexión simple, mediante la aplicación de la ecuación de equilibrio a una región aislada de la viga.
La resistencia de materiales toma forma como cuerpo de doctrina desde el principio del siglo XIX: curso de Navier en 1823.
Navier and Stokes.
En conclucion:
Podemos ver que se desarrolló el manejo de los recursos de los materiales para la construcción rápidamente gracias al trabajo de los ingenieros, matemáticos y físicos del siglo pasado, al mismo tiempo que las teorías de la elasticidad.
Actualmente, los estudios van más particularmente orientados al estudio de las propiedades de las aleaciones ligeras y de los plásticos, al papel de las pequeñas deformaciones permanentes, a la influencia de las temperaturas, muy bajas o muy altas y a los esfuerzos repetidos.
En mi opinión en el transcurso de la historia los materiales utilizados por la ingeniería no eran tan esencial su calidad o resistencia hasta que científicos como: Hooke, Galileo, Bernoulli entre otros decidieron tomar en cuenta estos aspectos para la construcción de obras de gran durabilidad y resistencias.
