Un puente más FINO que una CÁSCARA DE HUEVO
Summary
TLDREl vídeo ofrece una visión detallada de la ingeniería estructural con Mike Schlaich, reconocido ingeniero que ha trabajado en proyectos innovadores como el estadio Wanda Metropolitano. Explora conceptos avanzados de estructuras, como el uso de láminas de acero delgadas y cómo funcionan las estructuras bajo tensión y compresión. Se explican técnicas de diseño que utilizan maquetas en tensión para predecir la forma óptima de estructuras bajo diferentes cargas, culminando en un puente en Alemania que es un ejemplo de eficiencia y minimalismo estructural.
Takeaways
- 🔧 Mike Schlaich es uno de los mejores ingenieros estructurales del mundo, famoso por su trabajo en puentes y cubiertas ligeras.
- 🏟️ Mike calculó la cubierta del estadio Wanda Metropolitano, un proyecto impresionante de ingeniería.
- 🌉 Se mencionó un puente en Alemania, diseñado por Mike, que utiliza una lámina de acero extremadamente delgada, llena de agujeros, pero capaz de soportar su propio peso y el de personas.
- 🔄 Las estructuras que trabajan a tracción y se invierten pueden funcionar a compresión, un principio importante en el diseño de estructuras.
- 🔗 Las formas óptimas para arcos, como la catenaria, se pueden obtener a partir del comportamiento de las cadenas en tracción.
- 📏 El puente que diseñó Mike tiene una relación entre longitud y espesor mucho más fina que la de un huevo, demostrando un nivel de optimización estructural extrema.
- ⚖️ En su oficina, Mike y su equipo priorizan el uso de la mínima cantidad de material para obtener la mayor estabilidad, promoviendo la sostenibilidad.
- 🏗️ Se destaca el uso de maquetas que reaccionan a las cargas, permitiendo obtener la geometría óptima de una estructura sin tener que calcularla manualmente.
- 🌀 El diseño de estructuras ligeras no solo es eficiente sino también sostenible, reduciendo significativamente el uso de recursos materiales.
- 💡 Mike Schlaich y su equipo utilizan principios simples junto con tecnología avanzada, como los programas de simulación, para desarrollar sus proyectos estructurales.
Q & A
¿Quién es Mike Schlaich y por qué es importante en el campo de la ingeniería?
-Mike Schlaich es uno de los mejores ingenieros del mundo, especializado en la creación de estructuras ligeras como puentes y cubiertas. Es conocido por diseñar la cubierta del estadio Wanda Metropolitano.
¿Qué es una 'shell' en términos de ingeniería estructural?
-Una 'shell' o estructura de concha es un tipo de estructura que trabaja principalmente en compresión, aprovechando su forma curva para soportar cargas. Se caracteriza por ser ligera y eficiente en el uso de materiales.
¿Cómo funcionan las estructuras que trabajan en tracción cuando se invierten?
-Las estructuras que trabajan en tracción pura, cuando se les da la vuelta, funcionan en compresión pura. Es un principio útil para diseñar estructuras como puentes y arcos, aprovechando las propiedades geométricas de ambas configuraciones.
¿Qué ejemplo práctico de la aplicación de este principio se menciona en el video?
-Un ejemplo es un pabellón en Alemania cuya cubierta fue diseñada usando una maqueta que trabajaba en tracción. La maqueta se dio la vuelta para obtener la geometría óptima en compresión, lo que resultó en una estructura eficiente.
¿Cómo se utiliza el concepto de catenaria en el diseño de arcos y puentes?
-La catenaria es la curva que forma una cadena colgante. Esta misma geometría es óptima para diseñar arcos, ya que las fuerzas que actúan sobre una cadena en tracción son equivalentes a las que actúan sobre un arco en compresión.
¿Qué método utilizó Mike Schlaich para diseñar el puente en Alemania mencionado en el video?
-Mike Schlaich utilizó una maqueta en tracción para determinar la forma ideal del puente. Luego, al dar la vuelta a la maqueta, obtuvo la geometría óptima en compresión para la construcción del puente real.
¿Qué desafíos enfrenta una estructura que debe soportar cargas adicionales además de su propio peso?
-Cuando una estructura debe soportar cargas adicionales, como personas caminando por un puente, la geometría óptima cambia. Es necesario ajustar el diseño para que soporte eficientemente tanto su peso como las cargas externas.
¿Cómo se optimizan los materiales en el diseño estructural, según el video?
-El uso de maquetas en tracción permite que la geometría de la estructura se deforme naturalmente bajo la influencia de cargas, proporcionando la forma óptima y reduciendo el uso innecesario de material. Esto lleva a estructuras más eficientes y sostenibles.
¿Qué característica única tiene el puente que diseñó Mike Schlaich en términos de eficiencia estructural?
-El puente diseñado por Mike Schlaich es extremadamente delgado, con una relación de 1,500 entre su longitud y su grosor. Este puente utiliza el mínimo material posible, lo que lo convierte en un ejemplo sobresaliente de minimalismo estructural.
¿Por qué el diseño del puente de Mike Schlaich es un ejemplo de minimalismo estructural?
-El diseño del puente es minimalista porque utiliza la menor cantidad de material posible para soportar las cargas necesarias. Cada parte de la estructura está optimizada, sin excedentes de material, lo que refleja la máxima eficiencia en el uso de recursos.
Outlines
🔧 Conversación con Mike Schlaich, ingeniero estructural
El vídeo comienza con una conversación con Mike Schlaich, un reconocido ingeniero civil que ha trabajado en proyectos como puentes y torres. Se menciona su contribución al cálculo de la cubierta del estadio Wanda Metropolitano. Se exploran conceptos estructurales avanzados, como las shells y cómo los materiales no vienen de los meteoritos. Además, se destaca la habilidad de Schlaich para usar programas de la NASA y su enfoque en la ligereza y eficiencia en la construcción de un puente en Alemania. Se discute cómo una lámina de acero muy delgadita puede soportar su propio peso y el de las personas que pasan por encima.
🌉 Diseño estructural y la relación entre atracción y compresión
El vídeo sigue explicando cómo las estructuras que trabajan con la atracción, si se voltean, funcionan con la compresión. Se utiliza un ejemplo de una cadena con pesos colgados para simular la carga en un puente y cómo la geometría cambia según la distribución de la carga. Se menciona la técnica de usar maquetas de atracción para diseñar estructuras que luego se construyen con compresión, como el caso del pabellón en Alemania. La discusión se centra en cómo la geometría óptima se obtiene a partir de la interacción con la maqueta y cómo esto es una forma de diseño dinámica y反应性的.
🏗️ La eficiencia estructural y el minimalismo en la construcción
El vídeo concluye con una reflexión sobre la eficiencia estructural y el minimalismo en la construcción. Se destaca el puente diseñado por Mike Schlaich como un ejemplo de optimización del uso de materiales, siendo tan delgado que supera en proporciones a un huevo. Se discute la importancia de trabajar con la menor cantidad de material posible para lograr la mayor estabilidad, haciendo referencia a la sostenibilidad y el uso eficiente de recursos. Se plantea la idea de que todos los objetos son autoportantes y se cuestiona la noción de 'estructura autoportante'. Finalmente, se invita a los espectadores a suscribirse y a disfrutar del vídeo.
Mindmap
Keywords
💡Mike Schlaich
💡Cubierta
💡Shell (estructura)
💡Catenaria
💡Compresión
💡Tracción
💡Minimalismo estructural
💡Puente
💡Geometría óptima
💡Sostenibilidad estructural
Highlights
Mike Schlaich es uno de los mejores ingenieros del mundo, conocido por sus diseños de puentes ligeros e impresionantes, como el estadio Wanda Metropolitano.
Las estructuras que trabajan a tracción, si se les da la vuelta, trabajan a compresión, lo que revela un principio fundamental de la ingeniería estructural.
El concepto de la 'catenaria', donde las fuerzas dentro de una cadena colgante son equivalentes a las de un arco en compresión.
Mike Schlaich diseñó un puente en Alemania utilizando una finísima lámina de acero llena de agujeros que, a pesar de su apariencia frágil, puede sostener su propio peso y el de quienes lo cruzan.
La importancia de trabajar con programas avanzados para calcular las estructuras, como los utilizados por la NASA.
El método utilizado por Mike Schlaich para diseñar estructuras consiste en fabricar maquetas que trabajan a tracción y luego invertirlas para que trabajen a compresión.
La idea de que las estructuras optimizadas geométricamente para soportar cargas específicas permiten reducir el uso de materiales al mínimo.
El puente en Alemania es un ejemplo de minimalismo estructural, con una proporción entre su longitud y grosor de 1500 a 1, significativamente más fina que un huevo, que tiene una proporción de 200 a 1.
La eficiencia estructural del puente se logra eliminando material donde no es necesario, permitiendo que solo las fuerzas necesarias sean soportadas por los elementos presentes.
El uso de cortadoras láser para fabricar las láminas del puente, optimizando la forma y reduciendo el material utilizado.
El diseño de estructuras ligeras y sostenibles es fundamental en la oficina de Mike Schlaich, reduciendo recursos y utilizando el mínimo de materiales.
El puente diseñado por Schlaich es un ejemplo de la 'fórmula uno' de las estructuras, en contraste con los puentes romanos, que utilizan un exceso de material.
El puente no solo soporta su propio peso, sino también el de las personas que lo cruzan, lo cual se refleja en la deformación de la geometría de la estructura.
El trabajo de Schlaich muestra que los avances en la ingeniería estructural permiten crear diseños más sostenibles y eficientes en cuanto al uso de recursos.
Las estructuras ligeras y eficientes son clave para la sostenibilidad, al utilizar menos recursos y ser más responsables con el medio ambiente.
El uso de maquetas estructurales que reaccionan a las cargas permite determinar automáticamente la geometría óptima para cada estructura, facilitando el diseño.
Transcripts
el otro día estuve con mike schlaich es
uno de los mejores ingenieros del mundo
ha hecho puentes torres cubiertas
ligeras impresionantes y que por cierto
fue el que calculó la cubierta del
estadio wanda metropolitano os acordáis
que hice un vídeo sobre el total que
vino mike y me estuvo explicando un
montón de conceptos estructurales super
guays yo pues aproveché para preguntarle
un montón de dudas de estructuras que
tenía una shell que es una shell los
materiales no vienen de los meteoritos
no cómo es eso pero porque funciona
igual no lo entiendo pero y vosotros
trabajan con programas como de la nasa
mirad mike a que esto es auto importante
también
a ver yo aprendí un montón eso te lo
aseguro es posible que el acabar un poco
harto de mí pues hace poco mike slade
hizo este puente en alemania que yo
cuando lo vi felipe claro tú fíjate es
una lámina de acero finísima finish masa
fíjate los finales para la distancia que
salva es que encima está llena de
agujeros esa lámina tiene que ser capaz
lo primero de todo de sostener su propio
peso que no es fácil que tú de pensar
así es muy fácil pero no lo sé todo es
un folio que es muy fino si haces así se
cae el folio no es capaz de sujetar su
propio peso pues que no sólo eso es que
eso es un puente o sea por ahí encima
pasa gente yo cuando vi ese puente dije
que es raro que esto no se come o se
rompa o algo porque es que no no si es
como que lo veo muy fino lo veo muy fino
para toda la gente que va pasar por ahí
encima y el peso del acero y todo sea no
sé no sé no sois de eso vamos a hablar
con él o sea él mismo va a venir a
explicarnos cómo funciona ese puente y
por qué no se cae es que me hace
[Música]
y resulta que las estructuras que
trabajan atracción si les das la vuelta
trabajan la compresión
y hasta aquí el vídeo de hoy espero que
os haya gustado no olvides suscribirme y
darle a like
es que no es tan fácil ser youtuber vale
no es tan fácil todo imagínate que
tienes una cadena colgando como si
fueran collar de perlas y un arco de
piedra con forma de semicírculo pues
aunque te parezca mentira y
completamente insólito y aleatorio el
viaje que hacen las fuerzas dentro de
esta cadena tiene exactamente la misma
geometría que el viaje que hacen las
fuerzas dentro de este arco con lo cual
la geometría óptima para este arco sería
ésta una catenaria esto lo conté en
detalle en mi último vídeo no has visto
en mi último vídeo que el que no veis
mis vídeos bueno da igual o sea ambas
estructuras son completamente
equivalentes y lo que pasa es que los
elementos que aquí están siendo
estirados aquí están siendo apretados es
decir esta bola de aquí está siendo
estirada por los tres bolas esta bola de
aquí también está siendo como estirada y
en cambio esta piedra de aquí está
siendo apretada por las otras dos
piedras de al lado esto a lo mejor nos
cuesta visualizarlo a mí me costó mucho
visualizar los músculos y qué es lo que
estás investigando es muy fácil de
entender esto si te lo imaginas con
humanos
y tú imagínate que desee este de aquí
imagínate tú a ti mismo en esa situación
integral o cómo sería estar ahí pero
como y la otra escultura pues igual tú
imagínate pones aquí a una persona y
entonces y tú por ejemplo piensas que
eres este de aquí pues tú piensa que
estás haciendo el pino está cayendo
encima todo tu propio peso y el de toda
esta gente que lo imaginas o no estás
cómoda sin apretar tres esculturas que
esto es un poco creepy me recuerdan un
poco a la peli de meets omar que no sé
si habéis visto es la fantasía de peli
que te cargas pues en el mundo de las
estructuras se dice que esta estructura
trabaja atracción y está trabajada con
presión pues de aquí se deriva uno de
los grandes axiomas de las estructuras
que es que las estructuras que trabajan
la atracción pura si les das la vuelta
son completamente equivalentes y lo que
pasa que trabajan a compresión pura esto
es una cosa muy útil un ejemplo práctico
es este edificio
es la cubierta de un pabellón en
alemania una cubierta así pues como una
especie de caparazón pues trabaja con
presión no todos los elementos de esta
cubierta están siendo apretados en 300
como es sabía que esa estructura iba a
trabajar a compresión él lo que hizo fue
fabricarse una maqueta atracción
entonces él vio que en geometría
adquiría esa malla se la apuntó mientras
luego construyó esa misma geometría pero
dada la vuelta y con madera literalmente
éste incidió es esta maqueta da la
vuelta esa no es una metáfora es
literalmente claro la cosa aquí viene el
quid de la cuestión es que en ambos
casos ambas estructuras están aguantando
solamente su propio peso no hay gente
caminando por encima no hay nada
ocurriendo por encima con que se
sostengan a sí mismas ya valió cuarto
imagínate que te pidieran diseñar una
estructura que trabajaba con presión
pero que no solamente tiene que soportar
su propio peso sino también el de otra
gente pasando por encima por ejemplo un
puente zárate que tienes aquí un río no
se quedará ahí ya la geometría óptima
para el arco de ese puente no está claro
que sea esta porque ésta era cuando sólo
se sujeta a sí misma pero si tiene que
sujetar a las cargas de xian o desee
decir
una hipótesis de carga
supongamos así para empezar fácil que el
arco tiene que sostener la carga de
peter y de wilson pues teniendo en
cuenta que las estructuras atracciones y
de la vuelta funcionan igual por la
compresión pues lo que puedo hacer es
[ __ ] la misma cadena de antes y
colgarles dos pesos equivalentes al peso
de peter y de wilson y conceptualizado
el peso de peter y de wilson en estos
dos pesos que os veis que la geometría
de la cadena ha cambiado antes era una
catenaria y ahora tienen que como un
pico y aquí otro no sé que pues ésta
sería la geometría ideal para un puente
que solamente tiene que soportar a peter
y wilson con luego tú imagínate que te
dicen no pues es que demás tiene que
aguantar la carga no solamente de peter
y wilson sino también de rita la
cantaora de todos los amigos lo que
puedes hacer es ir colgando pesos de
aquí de esta cadena y la cadena se va a
ir deformando ella sola a medida que tú
vayas quitando y poniendo peso y luego
tú a esos la vuelta y obtienes la
geometría óptima para ese puente con esa
hipótesis de carga esto es una cosa no
se comete es como magia pero no es magia
osa necesito que integre jce lo
increíble que es este sistema de
trabajar con maquetas atracción
hay muchas maneras de diseño edificios
una vez dibujando mi edificio va a ser
así este es el suelo y de manera que una
planta y aquí otra no se queda dibujar
es una manera en la que tienen los
arquitectos ingenieros de diseñar cosas
pero si tú en tu dibujo dices esté
forjado de aquí va a soportar la carga
de 100 personas por más que tú dibujes
esas 100 personas el dibujo no va a
cambiar no va mágicamente deformarse el
forjado que tú has dibujado para
adquirir la geometría perfecta para
soportar el peso de esas personas
mientras que con este tipo de maquetas
si la cadena está literalmente se va
deformando dependiendo de la hipótesis
de caracas track y esta maqueta es como
si fuera un ser vivo sabes que reacciona
a las cargas que tú le pones con lo cual
esta maqueta se está comunicando contigo
es que tú no tienes que decidir nada o
sea la maqueta te está dando ya la
geometría óptima para esta hipótesis de
carga está ocurriendo solo
es que es precioso es precioso tío pues
éste es precisamente el método que
utilizó mike schlaich para hacer el
puente que hemos visto al principio así
que vamos a ver qué nos cuenta
mike me hace muchísima ilusión que estés
aquí muchísimas gracias por haber venido
al final cómo se pronuncia tu apellido
la ch es como la jota y luego viene la s
my life' entonces la otra vez cuando
hable del cuando metropolitano no lo
dije tan mal no
vale pues mike cuéntanos cómo disteis el
cuento había una pequeña agradecida y
una fábrica uno lisboa las partes de la
fábrica dos y querían tener una conexión
entre las dos fábricas ellos son los
líderes mundiales en láseres enlace para
cortar metal como dispararon al puente y
hemos encontrado la forma después de
haber ido de compras en un supermercado
si tú fueras esto las cargas son las
naranjas todas estas líneas muestran
exactamente cómo van los esfuerzos
principales de la membrana y eso está en
tensión tú ahora podrías ponerlo al
revés todos estos cafecito si iban en
contra
imagínate que eso es el camino aquí
tienes que andar muy ahora quizás esto
lo aprieta sobre sobre esto
ahora estamos en tracción nosotros
nuestras naranjas están empujando la
cosa hacia arriba y esto es la forma
ideal entre acción de es cómo van el
flujo de las cargas los esfuerzos
principales de la membrana entonces
ahora esta infracción nosotros queremos
un puente en compresión pero eso es
fácil si tú pones
eso de hacerlo en y en vez de empujar
las naranjas hacia arriba por es las
naranjas así si empuja hacia abajo toda
esta geometría trabajaría en compresas
antes hemos hecho una lámina de doble
curvatura de acero inoxidable hemos
cortado todos estos huecos y además los
he cortado con la cortadora láser de la
fábrica eso es todos contentos y hemos
conseguido al final un puente de casi 30
metros de longitud y 20 milímetros de
espesor en relaciones cinco o seis veces
más fino que un huevo tú sí pero si un
huevo es como lo más que hay dos más y
así quedó finalmente el puente sabes que
esto para mí es el culmen de la
eficiencia estructura lo más bonito de
este puente es que aquí no tenemos que
incluir de manera esotérica por dónde
van las fuerzas no hacíamos por ejemplo
con el arco de piedra que decía moza por
aquí van las cargas dibujaba unas
flechas de un poco como yo que sé pues
por aquí en este puente no tenemos que
incluir nada porque este puente es
literalmente el viaje que hacen las
fuerzas por donde no pasa la cuerda han
hecho un agujero de todos estos caminos
es por dónde van las fuerzas cosa que
aquí no hay
nada de material que sobre nada es como
la optimización máxima del material y
encima lo que hay son mike que es más
fino en proporción que un huevo las
relaciones de la longitud del puente y
el espesor yo calculado que es como 1500
o sea que el puente es mil quinientas
veces más largo que kroes y en el huevo
pues el calculado también la relación
entre largo y espesor y me sale que el
huevo es 200 veces más largo que el
grueso le estás inquinosa que un huevo
raura finísima pero mira qué cosa pero
si es que tienes pero si no hay nada
quiere nada a ver esto no es un concurso
de a ver quién consigue enfermas evento
pero es verdad que es un ejercicio
maravilloso de minimalismo estructural
del uso mínimo de material para la mayor
estabilidad esto a mí es como como la
fórmula uno de las estructuras la gama
top es básicamente lo contrario un
puente romano porque los puentes romanos
pues son un mazacote de piedra en el que
sobra material por todos lados y lo que
aparece que bueno por los romanos hacia
lo que podían si yo lo entiendo pero no
dios aquí claramente y un ganado pero y
vosotros trabajáis con programas como de
ganas y tenemos
pero al mismo tiempo trabajamos con
principios muy simples en nuestra
oficina desde hace mucho tiempo estamos
haciendo estructuras ligeras y utilizas
el mínimo de materiales reduces el uso
de recursos y eso es realmente
sostenible tenemos que trabajar con un
poco más delgado porque hay que
conseguir tanto y hay tan pocos recursos
que yo pienso que hay que consumir
líquidos o puedo hacer una pregunta que
llevo teniendo desde que empecé la
carrera cuando la gente habla de las él
siempre dicen es una estructura
autoportante pero para mí todo es
autoportantes a unas sillas autoportante
todo se auto porta no lo entiendo
tú tienes toda la razón muchísimas
gracias por venir me ha encantado todo y
yo soy de seguros
y yo te puedo escribir para preguntarte
de los pooles vale pues hasta aquí el
vídeo de hoy espero que os haya gustado
y nos vemos muy pronto
ah
[Música]
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