El método de los elementos finitos (Finite Element Method o FEM en inglés) es una técnica de cálculo numérico ampliamente utilizado en el ámbito de la ingeniería, la arquitectura y la construcción. Se trata de un método particularmente útil para analizar estructuras complejas y resolver problemas que antes se consideraban irresolubles debido a su alta demanda de cálculos computacionales. Una de esas cuestiones, por ejemplo, es la resistencia de los materiales.
La técnica FEM se aplica mediante la división de un objeto de difícil análisis, en nuestro caso, un edificio o una estructura, en pequeñas partes o «elementos finitos». A partir de condiciones de contorno establecidas, se define la geometría y las propiedades de los materiales, para luego crear un mallado. Cuanto más fino sea el mallado, mejores serán los resultados, pero también aumentará el tiempo requerido para el análisis computacional.
El método aborda la resolución de ecuaciones diferenciales con N ecuaciones y N incógnitas, en el contexto de la arquitectura y la construcción, y proporciona la solución exacta (tanto para las deformaciones como para las tensiones) en los nodos generados entre las mallas. A los puntos que quedan fuera de los nodos, se les aplica la interpolación con el objetivo de obtener una solución aproximada.
Gracias al cálculo y análisis mediante FEM, se reduce la necesidad de realizar ensayos con prototipos, disminuye el tiempo de desarrollo de proyectos y se consigue un análisis estructural más detallado y preciso. Se trata de una herramienta valiosa en ingeniería, arquitectura y construcción, para resolver problemas complejos de una manera eficiente.
Por Alberto López, ingeniero de estructuras sénior en el Dpto. de Arquitectura de Amusement Logic
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