¿Qué es la resistencia a la tracción? Esta pregunta surge al ver este término escrito en las etiquetas de diversos productos. La resistencia a la tracción se considera un indicador de la fuerza de un material. Sin embargo, no es una información completa, ya que este término tiene un amplio alcance. Muchas industrias se basan en él a la hora de elegir materias primas.
Recuerde que conocer el verdadero significado de la resistencia a la tracción es de suma importancia. ¿Por qué? Porque muestra la capacidad y durabilidad de diferentes materiales. Un material con menos resistencia a la tracción sería de baja resistencia y viceversa. Este artículo se centrará en la resistencia a la tracción y en cómo medirla correctamente. Empecemos.
Resumen de la resistencia a la tracción
La resistencia a la tracción es la fuerza o tensión que puede soportar un material antes de romperse. Simplemente, es un punto de tensión en el que el material ya no puede soportar la fuerza. Como resultado, se rompe en lugar de volver a su forma original. Cada material tiene una resistencia a la tracción única. Los materiales con mayor resistencia a la tracción son más duraderos.
La unidad internacional de resistencia a la tracción es el pascal. Sin embargo, también se utilizan otras unidades para expresar la tracción de los materiales. Por ejemplo, en el sistema americano se utilizan las libras-fuerza por pulgada cuadrada (psi). Cuanto mayor sea la resistencia a la tracción, mejor y más fuerte será el material. Por ejemplo, la resistencia a la tracción del aluminio oscila entre 5800 y 7200 PSI.
Por otro lado, el caucho tiene una resistencia a la tracción de unos 2100 PSI, lo que indica que el aluminio es más robusto. Necesitará más fuerza o tensión para romperse. Quizá te preguntes por qué necesitamos conocer la resistencia a la tracción. Recuerde que utilizamos distintos materiales en función de su resistencia. Por ejemplo, ¿te gustaría utilizar un material débil para tu proyecto?
Su respuesta sería ¡NO! Pero, ¿cómo saber si el material es sólido o lo suficientemente bueno como para soportar grandes esfuerzos? Aquí es donde entra en juego la resistencia a la tracción. Mide cuánta tensión puede soportar un material antes de romperse. Así que los fabricantes seleccionan el material en función de las necesidades de sus proyectos.
No se trata sólo de la resistencia, sino también de la elasticidad de los distintos materiales. Así, el fabricante toma una decisión con conocimiento de causa. Sin conocer la resistencia a la tracción, acabarán haciendo una selección equivocada. Los materiales equivocados que el proveedor requiere fuerza no causaría nada más que angustia.
Importancia de la resistencia a la tracción
Los fabricantes utilizan distintos materiales para fabricar sus productos. ¿Verdad? Esos materiales pueden ser metales, cauchos o plásticos. Cada producto requiere diferentes resistencias dependiendo de dónde se vaya a utilizar. Todos los metales parecen ser resistentes. Se podría decir que un producto compuesto de metal será robusto.
Así pues, el metal debería utilizarse para fabricar productos resistentes. Pero las cosas no funcionan así. Cada metal tiene una resistencia a la tracción diferente. Por eso los fabricantes miden la resistencia a la tracción de esos metales. La medición de la resistencia a la tracción les ayuda a utilizar el mejor material. Por ejemplo, utilizarán un material más robusto para que el producto sea duradero.
Existen tipos de goma similares. Cada uno de ellos tiene una resistencia diferente. Por lo tanto, su uso también se basa en la resistencia a la tracción. La medición de la resistencia a la tracción indica el grado de elasticidad de un material de caucho. En palabras sencillas, cuánta tracción o estiramiento puede soportar un material.
Todo eso es posible gracias al valor medido de la resistencia a la tracción. ¿Hay que medir la resistencia a la tracción al comprar cualquier producto o material? La respuesta es NO. Como cliente, no es necesario. Varios productos vienen con etiquetas en las que figura este valor. La resistencia a la tracción y su medición sólo son esenciales para los fabricantes.
¿Cómo medir la resistencia a la tracción de los materiales?
Diferentes probadores de tracción se utilizan para medir la resistencia a la tracción. Cada máquina de ensayo tiene sus características y su método de trabajo. Algunas máquinas tienen cuatro puntos para sujetar los materiales, mientras que otras tienen dos puntos y son sencillas de utilizar.
1- Preparación de la muestra
Analicemos el proceso exacto para determinar la resistencia a la tracción del material. En primer lugar, debes utilizar una pequeña muestra de material en la máquina de ensayos. Si el material es demasiado grande, tendrás que cortarlo. Recuerde que para esta prueba sólo necesitamos una probeta. Por ejemplo, si tiene material de caucho demasiado grande.
Para esta prueba, tome un pequeño trozo de este material que quepa en las máquinas. Las propiedades que presenten los trozos pequeños indicarán las propiedades de todo el material. Por ejemplo, durante la prueba, el material de caucho se rompe rápidamente. Esto significa que todo el material será débil y fácil de romper.
2- Uso de la máquina
Como he dicho antes, las máquinas de tracción pueden tener dos, tres o incluso cuatro puntos. Cada punto sujeta el material. Voy a explicar esta prueba utilizando una máquina de ensayos de tracción de dos puntos. Primero, tendrás que sujetar el material en el extremo de la punta. Luego, sujete el segundo lado de la pieza con otro punto.
Una vez hecho esto, encienda la máquina. La punta aplicará tensión a la pieza. Recuerde que ambas puntas de la máquina estiran el material en sentido contrario. Por ejemplo, si un punto estira el material hacia arriba, el otro lo estirará hacia abajo. Como resultado, el material sufrirá tensiones debido al desgarro y a la expansión.
La máquina seguirá aumentando la tensión/fuerza de forma constante. Recuerde que la máquina registrará la fuerza aplicada y el alargamiento que se produce. Llegará un momento en que el material ya no se estirará más. Se romperá. En pocas palabras, no soportará más tensión o fuerza.
Se trata de la fase de mayor estiramiento que puede soportar un material. En este punto, la máquina anotará la fuerza y el alargamiento del material (área de la sección transversal). Esta fuerza y el área de la sección transversal pueden utilizarse para hallar la resistencia a la tracción exacta. He aquí la fórmula:
Resistencia a la tracción = Fuerza (F) ÷ Área de la sección transversal (A)
A verificador universal de tracción muestra tanto la fuerza como el área en su pantalla. Deberás anotar estas lecturas cuando el material se rompa. Utilizando esos valores en la fórmula, medirás la resistencia a la tracción exacta de ese material.
Diferentes tipos de resistencia a la tracción
Existen diferentes tipos de resistencia a la tracción. Esta categorización se basa en cómo se comporta un material bajo diferentes niveles de resistencia. Estos tipos pueden parecer similares, pero son diferentes entre sí. He aquí su lista:
- Límite elástico
- Puntos de ruptura
- Resistencia a la tracción
En palabras sencillas, se trata de tres etapas. Cuando se aplica una tensión, el material pasa por varias etapas antes de romperse. Por ejemplo, el primer material cambia de forma debido a la tensión. Sin embargo, vuelve a su posición si se elimina la tensión. El punto en el que el material se deforma permanentemente se denomina límite elástico. En este nivel, el material nunca puede recuperar su forma.
El punto en el que el material se rompe se denomina punto de rotura. Generalmente, el punto de rotura y la resistencia última a la tracción son similares. La UTS también representa el punto de mayor tensión que puede soportar un material antes de dañarse. Pero en el punto de rotura, el material se rompe. A partir de este nivel, no puede soportar ni una mínima cantidad de presión.
Factores que afectan a la resistencia a la tracción
Algunos factores influyen en la resistencia a la tracción de los distintos materiales. La lista de esos factores es la siguiente:
- Exposición al calor
- Tratamiento térmico
- Composición de los materiales
- Procesos de fabricación
Si los materiales permanecen expuestos al calor, su resistencia a la tracción se reduce. Del mismo modo, las temperaturas frías aumentarán la resistencia a la tracción. Pero este cambio en la resistencia suele ser mínimo. La exposición al calor y el tratamiento térmico son dos cosas diferentes. El tratamiento térmico implica el uso estratégico del calor para modificar los materiales.
Por ejemplo, los fabricantes utilizan el recocido, un proceso de tratamiento térmico que reduce la resistencia a la tracción. Por el contrario, el temple es otro proceso de tratamiento térmico que aumenta la resistencia a la tracción. La composición del material es otro factor que influye en ella. Los metales puros suelen tener menor resistencia a la tracción que las aleaciones.
El punto en el que el material se rompe se denomina punto de rotura. Generalmente, el punto de rotura y la resistencia a la tracción son similares. La UTS también representa el punto de mayor tensión que puede soportar un material antes de dañarse. Pero en el punto de rotura, el material se rompe. A partir de este nivel, no puede soportar ni una mínima cantidad de presión.
Preguntas frecuentes
¿Qué unidades se utilizan para medir la resistencia a la tracción?
El pascal (Pa) es una unidad utilizada internacionalmente para medir la resistencia a la tracción. Sin embargo, también se utilizan otras unidades, como MPa, PSI o PSI, para expresarla.
¿Cuál es la diferencia entre resistencia a la tracción y límite elástico?
La resistencia a la tracción es el punto de máxima tensión en el que el material se rompe. El límite elástico es cuando el material empieza a deformarse permanentemente. No se rompe a este nivel, pero no recupera su forma original.
¿Puede mejorarse la resistencia a la tracción?
Sí, se puede mejorar la resistencia a la tracción del material. Por ejemplo, la adición de impurezas puede aumentar su dureza y resistencia a la tracción. Además, los distintos tratamientos térmicos también alteran la resistencia a la tracción del material.
Conclusión
La resistencia a la tracción desempeña un papel fundamental en la calidad de los productos. Ayuda a los fabricantes a elegir el material adecuado para sus productos. Industrias como la automovilística y la aeroespacial dependen de la resistencia a la tracción. Utilizan este parámetro a la hora de seleccionar materiales para fabricar productos fiables.
Ten en cuenta que los distintos materiales tienen distintas resistencias a la tracción. En este artículo te explico el proceso completo para medir la resistencia a la tracción. En resumen, necesitarás una máquina de ensayos de tracción y ya estarás listo. Espero que este artículo te ayude a calcular la resistencia a la tracción de los materiales.