GENERALIDADES - Deformidad y propiedades afines

La propiedad que define la capacidad de un material para sufrir deformaciones antes de su rotura expresa la DEFORMIDAD. Se denomina DEFORMACIÓN, al alargamiento u acortamiento de un material que se produce por efecto de las acciones exteriores, y la deformación es a dimensional
En relación a la tensión (σ) y a la deformación (ε), es muy importante la curva tensión-deformación.
Entre un sólido y un líquido, la única diferencia que existe es la velocidad de deformación (D), e implícitamente interviene el tiempo al hablar de velocidad. Por lo tanto, el comportamiento reológico de un material está definido por una relación entre tensiones, deformaciones y sus velocidades.
En un primer momento, consideraremos la clasificación de los materiales en sólidos y líquidos. El TIEMPO de RELAJACIÓN, es el tiempo que un cuerpo sometido a una carga tarda en estabilizar su deformación. Si el tiempo de relajación es cero, fluido perfecto, y si es infinito, sólido perfecto.
No todos los materiales son ni sólidos ni líquidos, existen cuerpos elásticos, viscosos y plásticos, y aun así, la mayor parte de los materiales es una mezcla de todos, sobre todo los materiales de construcción.

ELASTICIDAD
Se llaman cuerpos elásticos a aquellos que, después de actuar un sistema de cargas y cuando se anulan los esfuerzos introducidos, recuperan su estado inicial.
Los cuerpos cuya recuperación es instantánea se denominan IDEALMENTE ELÁSTICOS.
HOOKE afirmaba que hay cuerpos idealmente elásticos que presentan una relación lineal entre deformación y tensión (HOOKEANOS) y cuerpos, también idealmente elásticos, que sin embargo, no presentan una relación lineal, estos reciben el nombre de (NO HOOKEANOS)
Los cuerpos elásticos NO IDEALES, tienen a parecerse a los cuerpos idealmente elásticos, pero con la diferencia de que tiene lugar un proceso de deformaciones elásticas DIFERIDAS.
Los materiales que cumplen la ley de HOOKE, las deformaciones elásticas son proporcionales a los esfuerzos que las originan. Se define MODULO DE ELASTICIDAD o MODULO DE YOING al cociente entre la tensión y la deformación:

Se define como COEFICIENTE de POISSON, sin dimensiones, que representa el cociente, cambiado de signo, de las deformaciones en dirección transversal por deformación longitudinal.

La práctica demuestra que las deformaciones elásticas no son indefinidas, y la máxima tensión que un material es capaz de soportar en periodo elástico, se denomina LÍMITE ELÁSTICO.

VISCOSIDAD
IMPORTANTE: La velocidad de deformación (D), es nula solo para tensiones nulas.
La VISCOSIDAD se define como la fuerza necesaria, por unidad de superficie, para mantener una diferencia de velocidad unida entre 2 planos paralelos que se encuentran a la unidad de distancia. A su inversa se le llama FLUIDEZ.

1. NEWTON, admite que la viscosidad es cte. para tiempo, presión y Tª ctes, los cuerpos que cumplen estas condiciones se llaman NEWTONIANOS, y cumplen que la D=kτ, es decir, D proporcional a τ
   La viscosidad a diferencia de la elasticidad, solo implica un movimiento de unas capas sobre otras produciendo un desplazamiento entre las partículas, por esa razón al retirar la carga, el cuerpo no hace el más mínimo intento para volver al estado primitivo. A mayor Tª , menos viscosidad, ya que decrece la atracción entre las partículas.
2. Los cuerpos VISCO-ANELATICOS se diferencian de los NEWTONIANOS en que la velocidad de deformación no es proporcional a la tensión. D≠kτ
   Como en los newtonianos, cuando la tensión es nula, la velocidad de deformación también lo es, y si se retira la carga del cuerpo mantiene la deformación alcanzada. Ej. Betunes asfalticos.
3. Los cuerpos VISCO-ELÁSTICOS no se resignan a adoptar la deformación, que, a la fuerza, se les ha impuesto, y aunque presentan características en todo análogas a los anteriores, presentan una tendencia a recuperar su estado inicial, cuando se les libera de las cargas, algo recuperan, pero por más tiempo que pase, siempre les queda una deformación remanente como recuerdo del proceso de cargas a que han estado sometidos

A modo de resumen, los CUERPOS ELÁSTICOS, la deformación remanente es nula, en los cuerpos NEWTONIANOS y en los VISCO-ANELASTICOS la deformación remanente es la deformación alcanzada en el momento que se retira la carga y los cuerpos VISCO-ELASTICOS son intermedios presentando unas deformaciones elásticas pero no totales.


PLASTICIDAD
Los cuerpos PLÁSTICOS son parecidos a los viscosos, pero presentan la diferencia, de que, en los viscosos, la D=0, sólo para τ=0, y en los cuerpos pasticos no ocurre así, requiriéndose la aplicación de un esfuerzo de magnitud superior a un valor determinado y no nulo. Por tanto, la curva que liga la velocidad de deformación con la tensión no pasa por el origen de coordenadas

1. Paralelamente al cuerpo de NEWTON en el campo viscoso, se tiene el cuerpo BINGHAM en el campo plástico, en el cual no se manifiesta deformación hasta pasar el límite de FLUENCIA. A partir de este valor de la carga, la deformación que se produce es proporcional al exceso de carga sobre dicho valor.
2. Los cuerpos PLASTO-ANELASTICOS-ELASTICOS presentan características análogas en viscosidad, y además la diferencia de exigir un valor mínimo al esfuerzo aplicado.

Así como en la deformación elástica, se producía sin rotura de los enlaces internos del material, el sobrepasar el límite elástico, sí produce rotura de los mismos.
Dentro del dominio plástico existen 3 propiedades muy relacionadas:

1. DUCTILIDAD: aptitud de un material para experimentar una elevada deformación plástica bajo TRACCIÓN.
2. MALEABILIDAD: aptitud de un material para experimentar una elevada deformación plástica bajo COMPRESIÓN.
3. FRAGILIDAD: es la propiedad opuesta a la PLASTICIDAD. Se dice que un material es frágil cuando es muy pequeña su deformación plástica antes de la rotura.