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Cómo medir la deformación de un material sin errores


¿Cómo medir la deformación de un material sin errores?

Por Daniel Rodea

 

Medir la deformación que tiene un material al ser sometido a situaciones extremas o determinadas condiciones de carga es crítico dentro de las pruebas y estudio de materiales. De esta manera podemos saber el comportamiento que tendrá con el paso del tiempo y asegurar su resistencia, garantizando, no solo la calidad de dichos materiales y los productos que se fabrican con ellos sino, en última instancia, seguridad en determinadas situaciones, como veremos más adelante.

Aunque a veces se crea que este tipo de mediciones se pueden hacer directamente con la máquina de pruebas, esta no es la manera correcta: las mediciones que se obtengan no serán precisas. Entonces, ¿cómo podemos garantizar que estamos midiendo la deformación con exactitud?

La respuesta es muy sencilla: con un extensómetro.

¿Qué es un extensómetro?

Un extensómetro es el dispositivo que se emplea para medir la deformación en los especímenes. Este no debe confundirse con un medidor de desplazamiento, pues estos no nos servirán para medir la deformación.

Un ejemplo de su uso lo encontramos en la industria metalmecánica. Allí se emplean para medir la deformación en barras de acero y encontrar sus propiedades mecánicas. Aunque también son muy utilizados en la industria automotriz, aeronáutica y aeroespacial.

 

¿Cómo funciona?

El principio de funcionamiento es la elasticidad. 

1. Cuando se hacen pruebas de materiales se calcula cuánto se puede deformar dicho material dentro de la zona elástica. Se busca evitar llegar a la zona plástica, que es cuando el material ya no puede recuperar su forma original.

2. El extensómetro lleva internamente un fleje que puede ser de acero, cobre u otro material semielástico. Este tiene fijas unas galgas extensiométricas que se pegan estratégicamente. Entonces, cuando este fleje se deforma, las galgas extensométricas varían su elasticidad: si la estira, se adelgaza y aumenta su resistividad; si la comprime, su resistencia queda algo por debajo. Ante las deformaciones, la galga responde con una variación de su propia resistencia eléctrica.

3. El fleje y las galgas forman un puente de wheatstone, con este usted puede medir con total precisión y exactitud la deformación que va sufriendo el fleje, lo cual funciona de manera lineal, mientras más deformo el fleje quiere decir que más estoy abriendo o cerrando el extensómetro, es proporcional. Al comportarse de manera lineal es muy fácil calcular la deformación: se tiene una salida en un display en una máquina y se puede medir cómo se deforma el material.

4. Entonces, el extensómetro se fija directamente sobre el espécimen y ve cómo se está deformando: cómo crece (en caso de ser una prueba de tensión) o cómo se encoge (si es una prueba de compresión). El resultado que entrega el extensómetro es adimensional porque al fijarlo en el espécimen hay una longitud fija llamada longitud calibrada (gage length, en inglés) que, por ejemplo, si fueran 20 milímetros y cuando yo aplico la fuerza crece dos milímetros, entonces podemos decir que creció el 10%. 

 

¿Qué está en juego?

Como hemos mencionado, en las pruebas de materiales la deformación no debe medirse con la misma máquina, ya que esta se deforma (esto es imperceptible al ojo humano, pero sucede) y por ende afecta a los resultados. 

Para garantizar que se está midiendo la deformación correctamente, se vuelve obligatorio usar un extensómetro. No importa si la máquina se deforma: usted está midiendo directamente la deformación en el espécimen y no en la máquina. Incluso existen regulaciones que solicitan el uso de extensómetros e indican la velocidad para la prueba y la forma que debe tener la probeta o el espécimen. 

Hay mucho en juego al no garantizar resultados que funcionen, usted podría imaginarse la pérdida de miles de millones de dólares que implicaría para la NASA el que su robot, Perseverance, no soportara la deformación provocada ante las bajísimas temperaturas a las que ha sido sometido en Marte y se rompiera. O el fatal accidente que ocurriría si el ala de un avión se deformara más del límite y se rompiera al no soportar las condiciones extremas a las que es sometido durante un vuelo.

Solución a la medida

Existen extensómetros para cualquier aplicación que usted necesite: 

  • Los hay pequeños, para medir poca deformación.
  • Hay otros que pueden medirla en un 300 % – 400 %. 
  • También existen extensómetros para medir deformación transversal y otros para la deformación longitudinal.
  • Y otros sirven para medir para altas temperaturas de 600 grados, entre otros.

En Grupo CTT le ofrecemos la solución completa. Nosotros le proveemos el extensómetro de acuerdo al material que va a ensayar, el grado de deformación y las normas en las que se está basando para ver el tamaño de longitud calibrada (gage length). 

Pero nuestra labor no termina ahí, pues también podemos hacer su instalación, darle asesoría sobre su uso y calibrarlo. Esto último es de suma importancia, pues con la calibración garantizamos que el extensómetro está midiendo bien. 

Esta delicada actividad debe realizarse en un laboratorio acreditado y el nuestro se encuentra acreditado por la norma ISO17025 ante la (EMA).

Para más información, le recomendamos leer Por qué su extensómetro debe estar bien calibrado.

Si tiene alguna duda o quiere comentarnos algo, solo póngase en contacto con nosotros.

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