RESISTENCIA Vs. RIGIDEZ

RESISTENCIA Vs. RIGIDEZ

A menudo oyemos opiniones de Profesionales en las cuales mencionan las palabras Resistencia y Rigidez, a veces como sinónimos y en otras atribuyéndoles propiedades que no les competen.

Por ejemplo, en estos días leí un artículo sobre materiales de construcción en el que se le asignaban propiedades a la Fibra de Carbono de aumentar la Rigidez de los elementos a los cuales se les coloca.

En otras ocasiones oímos hablar de que tal o cual edificación tienen resistencia a sismos, etc.

Para aclarar conceptos vamos a definir los dos términos.

Resistencia es la capacidad de un cuerpo, elemento o estructura de soportar cargas de sin colapsar.

Rigidez es la propiedad de un cuerpo, elemento o estructura de oponerse a las deformaciones. También podría definirse como la capacidad de soportar cargas o tensiones sin deformarse o desplazarse excesivamente.

Ambas definiciones son del autor. Si miramos ambas definiciones veremos que están asociadas pero no significan lo mismo.

En la Resistencia lo importante es soportar, aguantar, mientras que en la Rigidez lo importante es el Control de las Deformaciones y/o Desplazamientos.

La Resistencia depende de las propiedades mecánicas de los materiales constitutivos (Resistencia mecánica, Modulo de Elasticidad, etc.) y del tamaño de la sección. La Rigidez depende también del Módulo de Elasticidad, la sección, pero también de la Inercia y la longitud del elemento.

Muchos también mencionan Rigidez e Inercia como sinónimos lo cual es incorrecto pues la inercia es solo uno de los parámetros asociados a la Rigidez.

 Para comprender mejor explicaremos por medio de un ejemplo:

Cuando calculamos una viga para que soporte una determinada carga, P. Ej, una viga de madera que debe soportar una carga concentrada obtenemos una sección capaz de soportar dicha solicitación. Pero puede ocurrir que al estar operando las solicitaciones sobre la viga esta vibre demasiado y tengamos que aumentar la sección para evitar dichas vibraciones. También es posible que añadamos otro material que aumente la rigidez de la sección para lograr lo mismo. Este es el tipico caso del Diseno de Encofrados los cuales deben ser resistentes para no colapsar pero lo suficientemente rigido para no deformarse.

Existen materiales que aumentan la Resistencia de los elementos a los que se les coloca. Ese es el caso de la Fibra de Carbono. Pero esta no aumenta la Rigidez.

Por otro lado existen muchos tipos de Rigidez:

-Rigidez axial.

-Rigidez flexional.

-Rigidez a cortante.

-Rigidez torsional.

Cuando diseñamos un entrepiso es posible que aunque este correctamente diseñado pueda vibrar  cuando se le de uso. Por  eso es importante que además del diseño estructural por resistencia se chequeen los desplazamientos a fin del control de las vibraciones.

Cuando disenamos una edificacion en una zona no sismica bastara con disenar las columnas por resistencia, pero en zonas sismicas habra que tomar en cuenta los desplazamientos laterales.

En el caso de la Ingeniería Sismorresistente ese es uno de los tópicos más importantes a tomar en cuenta. En el Diseño automotriz, aeronáutico y espacial es aún más importante.

La rigidez podemos incrementarla aumentando la sección, añadiendo materiales con mayor módulo de elasticidad, pero también disminuyendo la longitud del elemento.  

Cuando aplicamos una carga lateral a un entrepiso con una sola columna esta se deformara de acuerdo a su rigidez. Si colocamos dos columnas de igual sección la deformación será menor e ira disminuyendo según aumente la cantidad de columna o si aumentamos las secciones. Por lo contrario si a ese entrepiso le aumentamos la altura su rigidez disminuirá.

Esperamos que este sencillo artículo ayude a tener conceptos más claros.


Autor de este post: Ing. José Cabrera

Ingeniero Civil con Master en Tecnología y Organización de la Construcción, Master en Control de la Calidad de la Producción Industrial y Master en Ingeniería Estructural Sismo-Resistente. República Dominicana

Ha publicado 217 posts



15 Responses

  1. Carlos Arevalo
    Carlos Arevalo 28 septiembre, 2011 at 8:33 AM | | Reply

    Muchas gracias por el articulo anterior ingeniero, verdaderamente es muy util y aclaratorio sobre la resistencia y la rigidez.

  2. victor alfonso
    victor alfonso 28 septiembre, 2011 at 9:16 AM | | Reply

    precisamente la rigidez es la capacidad de un elemento estructural para soportar cargas sin deformación aparente, y resistencia es solo la capacidad de soportar cargas, esta ud. en lo correcto maestro

  3. CivilGeek
    CivilGeek 28 septiembre, 2011 at 9:46 AM | | Reply

    Excelente sus definiciones…

  4. Jose Rafael Cabrera Sepulveda
    Jose Rafael Cabrera Sepulveda 28 septiembre, 2011 at 1:26 PM | | Reply

    La rigidez es un concepto que debe tomarse como relativo pues cada estructura se disenara para deformaciones permisibles dentro de rangos probabilisticos y economicos, por lo que las deformaciones las establecemos dentro de rangos permisibles…

  5. Yuri Villavicencio-Fdez
    Yuri Villavicencio-Fdez 28 septiembre, 2011 at 2:45 PM | | Reply

    Muy clara la definición de las diferencias. Puntos a tener en cuenta.

  6. FERNANDO rENATO VARGAS MORAN
    FERNANDO rENATO VARGAS MORAN 2 noviembre, 2011 at 7:05 PM | | Reply

    Estimado Ing. José, muy especifico y claro los conceptos de rigidez y resistencia, de antemano muchas gracias, por los aportes importantes para un alumno en formacion de cálculo estructural.

  7. FERNANDO RENATO VARGAS MORAN
    FERNANDO RENATO VARGAS MORAN 2 noviembre, 2011 at 7:27 PM | | Reply

    Están muy claras las definiciones, muchas gracias.

  8. carlos suiani
    carlos suiani 26 febrero, 2012 at 5:50 PM | | Reply

    Muy interesante y por sobre todo bien didactico, gracias”master”, seria tan amable de publicar algo sobre estructuras metalicas ejecutadas en perfiles”C”, desde ya muchas gracias.-
    P/D :tal vez ya lo publicó, podria decirme si es así.- atte.-

  9. Ing Civil
    Ing Civil 9 noviembre, 2012 at 9:08 PM | | Reply

    Excelente articulo, es verdad que siempre se tienen esa confusion de la resistencia y la rigidez.

  10. GONZALO
    GONZALO 10 noviembre, 2012 at 6:59 PM | | Reply

    Excelente articulo Ingeniero. Muy claro y preciso. Gracias por sus aportes que nos sirven de mucho a profesionales mas jóvenes.

  11. pedro
    pedro 14 agosto, 2013 at 3:47 PM | | Reply

    hola ing. jose cabrera…queria hacerle una consulta… xq una viga sobre reforzada es mas rigida que una viga sub reforzada..???
    gracias

  12. oskar
    oskar 24 agosto, 2013 at 8:34 PM | | Reply

    saludos ing cabrera,,,podrias decirme la configuracion del material concreto a 210 kg/cm2,,lo que es modulo de elasticidad,poisson,,, lo que tengo entendido es que a mayor modulo de elasticidad mayor desplazamiento,,corrigeme si estoy equivocado,,no tendrias modelos ejmplos del sap2000

  13. Frank
    Frank 9 diciembre, 2013 at 5:22 PM | | Reply

    Muchas gracias Ing. José, son muy interesantes sus aportes y nos dan mucha luz para poder entendeder cada vez mejor el comportamiento de los elementos estructurales. Espero seguir recibiendo sus brillantes aportes a la ingeniería.

  14. Jose R. Cabrera
    Jose R. Cabrera 9 diciembre, 2013 at 9:26 PM | | Reply

    Para Carlos Suiani: Saludos. Excuseme que le conteste ahora. Desde que pueda le prometo un articulo sobre los channels.

  15. patricio silva
    patricio silva 22 marzo, 2014 at 9:49 PM | | Reply

    La fibra de carbono, aplicado al hormigón como lamina o barra, aumenta la rigidez sobre todo en columnas, se puede demostrar fácilmente de forma matemática, y hay que ver que el material compuesto es otro material, ni hormigón, ni fibra, sino el conjunto, entonces se incrementa el modulo de elasticidad y por lo tanto la rigidez, para volados igual, solo basta ver la formula de la flecha vertical y vemos que el E, alto de la fibra disminuye de gran forma las flechas, pero para rigidez lateral, es decir el control de la deriva el aporte de la fibra no es muy importante, se tiene que armonizar con otras estrategias de reforzamiento. Pueden analizar los libros del Dr. Roberto Aguiar de Ecuador

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