Deformación

Tipos de deformación

Según el tipo de material, el tamaño y la forma del objeto, y las fuerzas empleadas, pueden producirse diversos tipos de deformación.

Deformación elástica

Este tipo de deformación es reversible. Una vez que se dejan de aplicar las fuerzas, el objeto vuelve a su forma original. Como su nombre indica, los elásticos (caucho) tienen un rango de deformación elástica bastante grande. Los termoplásticos y los metales tienen rangos de deformación elástica moderados, mientras que las cerámicas, los cristales y los polímeros termoestables duros casi no experimentan deformación elástica. Los materiales maleables no sufren deformación elástica.

Fatiga del metal

Un fenómeno que sólo se ha descubierto en los tiempos modernos es la fatiga de los metales, que se produce principalmente en los metales dúctiles. Al principio se pensaba que un material deformado sólo dentro del rango elástico volvía completamente a su estado original una vez eliminadas las fuerzas. Sin embargo, los fallos se introducen a nivel molecular con cada deformación. Después de muchas deformaciones, empiezan a aparecer grietas, seguidas poco después por una fractura, sin que haya ninguna deformación plástica aparente entre ellas. Dependiendo del material, de la forma y de lo cerca que esté del límite elástico, el fallo puede requerir miles, millones, miles de millones o billones de deformaciones.

La fatiga de los metales ha sido una de las principales causas de los fallos de las aeronaves, sobre todo antes de que se conociera bien el proceso.

Deformación plástica

Este tipo de deformación no es reversible. Pero un objeto en el rango de deformación plástica habrá sufrido primero una deformación elástica, que es reversible, por lo que el objeto volverá en parte a su forma original. Los termoplásticos blandos tienen un rango de deformación plástica bastante amplio, al igual que los metales dúctiles como el cobre, la plata y el oro. El acero también, pero no el hierro. Los plásticos duros termoestables, el caucho, los cristales y la cerámica tienen rangos de deformación plástica mínimos. Quizá el material con mayor rango de deformación plástica sea el chicle húmedo, que puede estirarse decenas de veces su longitud original.

Fractura

Este tipo de deformación tampoco es reversible. La rotura se produce después de que el material haya alcanzado el final de los rangos de deformación elástica, y luego plástica. En este punto, las fuerzas se acumulan hasta que son suficientes para provocar una fractura. Todos los materiales acaban por fracturarse si se aplican fuerzas suficientes.

Conceptos erróneos

Una idea errónea muy extendida es que todos los materiales que se doblan son "débiles" y todos los que no lo hacen son "fuertes". En realidad, muchos materiales que sufren grandes deformaciones elásticas y plásticas, como el acero, son capaces de absorber tensiones que provocarían la rotura de materiales frágiles, como el vidrio, con rangos mínimos de deformación elástica y plástica. Hay incluso una historia que describe esta observación (parafraseada a continuación):

"El poderoso roble se mantiene fuerte y firme ante el viento, mientras que el sauce cede ante la más mínima brisa. Sin embargo, en la tormenta más fuerte, el roble se romperá mientras que el sauce se doblará, y así sobrevivirá. Así que, al final, ¿cuál es el más fuerte de los dos?"