Las acciones mecánicas pueden deberse a distintos orígenes: gravedad, viento, impacto…etc y el material tenderá a mantener su posición y contrarrestar y equilibrar estas acciones mediante tensiones internas que se ven acompañadas con deformación. La deformación es parte de la respuesta del material y es inevitable evitar su existencia conjunta.

Si la tensión y deformación son proporcionales, se cumple la ley de Hooke, y existe un valor constante de relación denominado módulo de Young. Este valor nos permite predecir las deformaciones de por ejemplo una estructura, conocidas las cargas y las tensiones en la misma, para evitar excesos que pudieran dañar elementos que sean más frágiles soportadas por ésta. Si el comportamiento es exactamente proporcional diremos que es elástico lineal, como el acero, y si esto no sucede en no-lineal y tendremos que establecer módulos de Young secante o tangente, para reflejar esta relación tensión-deformación de manera aproximada en cualquier punto del rango elástico. Este comportamiento lo poseen los morteros y hormigones, en los que solemos usar el módulo de Young secante en el punto del 40 % de su máxima tensión.

Este comportamiento tensión-deformación proporcional permite también la recuperación de dimensión del material cuando se descarga posteriormente. Esto se produce porque no rompemos los enlaces atómicos, al movernos dentro de su zona de recuperación atómica. Cuando superamos el máximo punto de deformación del material a nivel de recuperación total llegamos a una tensión máxima conocida como límite elástico.

A partir del límite elástico se produce una pérdida de proporcionalidad y una pérdida parcial de recuperación de la deformación. Este comportamiento se conoce como plástico, y se produce por una rotura a nivel atómico y salto entre átomos que establecen si la tensión no supera la de rotura un nuevo enlace. El material nuevamente estabilizado no tiene capacidad de volver al punto de origen y esa deformación no se recupera. Además puede existir a partir de este punto una zona de variación de tensión muy pequeña o con tensión constante en el que el material fluye, denominada zona de fluencia. Este comportamiento es similar al de los viscosos que poseen deformación en aumento con tensión constante en el tiempo.

Los materiales poseen distintas capacidades de deformación, los que no se deforman y realizan poco trabajo se denominan frágiles, y los que adquieren gran deformación se denominan dúctiles. Los que rompen a gran tensión serán resistentes, y si además se deforman mucho serán tenaces. Este comportamiento también se puede apreciar en la forma de fractura del mismo, en planos los frágiles y en copa-cono los dúctiles.

Para determinar estos valores tenemos que ensayar el material y exponerlo a situaciones similares a las de uso real en el edificio, generalmente hasta su destrucción. También existen técnicas indirectas de estimación de comportamiento del material, sin llegar a inutilizar al material una vez ensayado. Estás técnica son rápidas, repetibles, y baratas y complementadas con ensayos destructivos podemos realizar estudios de obra terminada. Para ello se realiza una correlación entre las variables medida y estimada.

Técnica

Obra

Algunos vídeos de apoyo