La resistencia a la tracción y a la rotura son dos parámetros importantes. Los fabricantes tienen en cuenta estos dos parámetros a la hora de elegir cualquier material. Por desgracia, la mayoría de los profanos consideran que estos parámetros son iguales. Recuerde que existen múltiples diferencias entre ellos. Esas decisiones encienden el debate sobre la resistencia a la tracción frente a la resistencia a la rotura.
Ambos parámetros son útiles a la hora de evaluar la capacidad de cualquier material. Es posible que veas la resistencia a la tracción o a la rotura de cualquier objeto escrita en cualquier material. Significa que nunca debes someterlo a una tensión o carga superior a ese límite. En este artículo hablaré en detalle de la resistencia a la tracción y a la rotura. Empecemos.
¿Qué es la resistencia a la tracción?
Este artículo no trata de comparar estos dos parámetros. Se trata más bien de comprender sus diferencias. Así pues, entremos primero en el meollo de la resistencia a la tracción.
Es la cantidad máxima de tracción que puede soportar un material. Más allá de ese límite específico, el material se deformará permanentemente. Es decir, no volverá a su forma o posición anteriores. Recuerda que el material no se rompe en esta fase. Científicamente, es la fuerza (tensión) aplicada a una unidad de superficie.
La resistencia a la tracción de algunos materiales populares es la siguiente:
- Goma: 10-20 MPa
- Acero: 400-1.500 MPa
- Aluminio: 90-570 MPa
Hablemos de la resistencia a la tracción en las palabras más sencillas. Supongamos que tenemos una tira de goma. Ahora, tira de ella y sigue tirando con cierta fuerza. Pero cuando dejes de tirar, la goma volverá a su posición. Sin embargo, si sigues tirando, llegarás a un punto en el que la tira de goma empezará a deformarse.
Al salir, no volverá a su posición inicial. Sin embargo, la tira de goma estará en una posición aceptable y no agrietada ni rota. Esta fuerza en ese momento será la resistencia a la tracción de esa tira de caucho. Con la resistencia a la tracción, el material no se rompe sino que sólo se deforma. Pierde su capacidad o habilidad para volver a su posición.
He aquí la fórmula para hallar la resistencia a la tracción:
La fórmula para calcular la resistencia a la tracción es
Resistencia a la tracción = Fuerza máxima (F) / Sección transversal (A)
La unidad de resistencia a la tracción de Pascal. Tiene dos tipos: la resistencia última a la tracción y el límite elástico. En el UTS, el material muestra una deformación significativa. En cambio, el límite elástico es cuando el material empieza a mostrar pequeñas deformaciones. El límite elástico es siempre inferior al límite último de tracción.
¿Qué es la resistencia a la rotura?
¿Ha comprendido el significado de esfuerzo de tracción? Echemos un vistazo a la resistencia a la rotura:
Es la fuerza o tensión máxima que puede soportar un material. Después de esta fuerza, se romperá o fallará. Por lo general, se suele confundir la rotura con la deformación. Después de la resistencia a la rotura, cualquier fuerza aplicada hará que el material falle. Después de esta fuerza, el material no estará en condiciones de ser utilizado.
La resistencia a la rotura de algunos materiales es la siguiente:
- Vidrio: 35-70 MPa
- Nylon: 90-150 MPa
- Aluminio: 90-310 MPa
Hablemos de la resistencia a la rotura en palabras fáciles de entender con la tira de goma anterior. Cuando se aplica fuerza a una tira de caucho, ésta empieza a deformarse. Esa fase en la que empieza a deformarse permanentemente se denomina resistencia a la tracción. Pero cuando se sigue presionando, se avanza hacia el punto de rotura.
Llegará un punto en el que las bandas de caucho no soportarán más fuerza o resistencia. Es la fuerza máxima que puede soportar una banda de caucho. Se denomina resistencia a la rotura. Cualquier ligero aumento de la fuerza provocará la rotura o el fallo de ese material. En pocas palabras, es el límite máximo de fuerza que puede soportar un material.
¿Cuál es la diferencia entre resistencia a la tracción y a la rotura?
En la sección anterior he explicado por separado la resistencia a la tracción y la resistencia a la rotura. Espero que ahora conozcas mejor estos parámetros. Ha llegado el momento de detectar las diferencias entre estas resistencias a la tracción y a la rotura.
1- Comportamiento de los materiales
Ambos parámetros nos ayudan a comprender el comportamiento y la capacidad del material. Por ejemplo, a resistencia a la tracción, el material se deformará permanentemente. No volverá a su forma original. Por lo tanto, no hay que superar la resistencia a la tracción para mantener la elasticidad del material.
Por otro lado, la resistencia a la rotura indica toda la capacidad de resistencia a la tensión del material. Supongamos que un material tiene una resistencia a la rotura de 20 MPa. Esto significa que si dicho material se enfrenta a una tensión de 21 MPa, no se romperá ni fallará. De este modo, estos parámetros nos dan información diferente sobre el material.
2- Etapa de fracaso
La resistencia a la tracción no indica la fase de fallo. Por ejemplo, el material se deformará si alcanza el límite de resistencia a la tracción. Pero podrás seguir utilizándolo de distintas formas. Recuerde que la resistencia a la tracción indica la tensión a la que el material empieza a deformarse. Puedes conservar el material si se deforma ligeramente.
El material tendrá cierta elasticidad antes de alcanzar la resistencia a la rotura. Por otro lado, la resistencia a la rotura indica el fallo completo del material. Supongamos que tenemos un material y le aplicamos una tensión superior a su resistencia a la rotura. Se producirá un agrietamiento y el material fallará o se romperá. No podrás volver a utilizarlo.
3- Flexibilidad y alcance
Como he dicho antes, la resistencia a la tracción es de dos tipos. El límite elástico y el límite último de tracción. El límite elástico indica la tensión en la que el material empieza a deformarse. Sin embargo, aún puede utilizarse y contener cierta elasticidad.
Después del límite elástico, si se sigue aplicando fuerza, se llega a la fase ITS. Este es el punto en el que el material está próximo al fallo. El material puede situarse entre estas dos frases. Sin embargo, el límite elástico no tiene ese rango o tipos. Si cruzas la fuerza de frenado, el material fallará.
4- Aplicaciones
Tanto la resistencia a la tracción como la resistencia a la rotura son importantes para los fabricantes. Les ayudan a conocer la capacidad real y el valor del objeto. Les permite seleccionar cuidadosamente el material para su proyecto. Por ejemplo, los fabricantes deciden los materiales en función de la resistencia a la tracción cuando fabrican vigas o pilares.
Los fabricantes se aseguran de poner cargas que el material es capaz de soportar. Del mismo modo, la resistencia a la rotura ayuda a los fabricantes a conocer el último límite de tensión que puede soportar el material. ¿Ha leído alguna vez etiquetas sobre alertas de fallo en distintos productos? Los fabricantes añaden esas alertas o límites comprobando la resistencia a la rotura del material.
¿Se ha fijado alguna vez en el límite de peso de la cabina del ascensor? Este límite se basa en la resistencia a la rotura del material al realizar ese levantamiento. Si se coloca más peso en el ascensor, se produciría un fallo en el límite. Recuerde que estas resistencias se calculan y prueban en laborites utilizando máquinas de ensayo de tracción.
¿Es la resistencia a la fractura lo mismo que la resistencia a la tracción?
La respuesta es ¡NO! Ambos son parámetros o términos diferentes.
La resistencia a la fractura es otro nombre para la resistencia a la rotura. Indica el punto de tensión en el que el material se rompe o falla. Por otro lado, la resistencia a la tracción es la fuerza máxima que puede soportar un material antes de deformarse permanentemente.
Después de la resistencia a la tracción, el material no vuelve a su posición original. Esto significa que pierde su elasticidad. Sin embargo, puede seguir utilizándose con muy poca elasticidad. Sin embargo, la resistencia a la rotura o fractura es diferente. En este punto de tensión, el material se raja y falla. Significa que no podrá utilizarse en absoluto.
Preguntas frecuentes
¿Es la resistencia a la tracción lo mismo que la resistencia a la rotura?
No, la resistencia a la tracción indica el nivel de tensión en el que el material se deforma permanentemente. Sin embargo, la resistencia a la rotura indica el último límite de tensión. Después de esto, el material falla y no puede soportar más fuerza o tensión.
¿Qué se entiende por resistencia a la rotura y en qué se diferencia de la resistencia a la fractura?
Es el punto de tensión tras el cual el material se rompe o falla. En palabras sencillas, es el último límite de tensión. La resistencia a la fractura es otro nombre utilizado para la resistencia a la rotura.
¿Cuál es la diferencia entre resistencia a la tensión y a la tracción?
Tensión y resistencia a la tracción son términos totalmente diferentes. La tensión indica cualquier fuerza o compresión aplicada sobre cualquier objeto. Sin embargo, la resistencia a la tracción significa la fuerza o tensión que puede soportar un material antes de deformarse permanentemente.
¿Pierde el material toda su elasticidad cuando se estira hasta su resistencia a la tracción?
El material pierde la mayor parte de su elasticidad y se deforma permanentemente. Sin embargo, todavía se puede tirar de él o estirarlo hasta su resistencia a la tracción final. Después de UTS, el material se romperá y fallará.
Conclusión
Como ya se ha dicho, la resistencia a la tracción y la resistencia a la rotura son dos parámetros diferentes. Sin embargo, mucha gente los confunde y los considera iguales. Sin embargo, eso no es cierto. En este artículo he tratado sus diferencias y he establecido que ambos son distintos. Por ejemplo, la resistencia a la tracción es la fuerza aplicada por unidad de superficie.
Cada material tiene un valor específico de resistencia a la tracción. Por encima de ese valor, se deformará permanentemente. Por el contrario, la resistencia a la rotura es la tensión máxima que puede soportar un material. Al igual que la resistencia a la tracción, cada material tiene un valor de resistencia a la rotura diferente. Por encima de ese valor, no sólo se deformará, sino que no podrá volver a utilizarse. En palabras sencillas, se deteriorará y dejará de funcionar. Por último, ambos parámetros tienen diferentes aplicaciones en distintos campos.