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Material Marzo, 2011

Fatiga del material

Tengo mosquetones de seguridad, de escalada, Tre, reverso, grigri, piolet, empotradores, friend, tornillos de hielo, algunos ya con unos añitos, con el tiempo, los que veo que no abren bien o sufren de algún golpe fuerte los voy desehechando, pero, ¿Cual es la vida real de este material? no han sufrido golpes, sólo el uso normal en condiciones optimas, con tracciones correctas, voy a intentar desvelar algunos conceptos interesantes acerca de la fatiga del material, ¡como no! apoyándome en las definiciones de wikipedia os pongo las que me parecen las más interesantes y una interpretación.

Piolet visto por rayos x

Piolet visto por rayos x

“La fatiga de materiales se refiere a un fenómeno por el cual la rotura de los materiales bajo cargas dinámicas cíclicas (fuerzas repetidas aplicadas sobre el material) se produce ante cargas inferiores a las cargas estáticas que producirían la rotura.”

La fatiga es una forma de rotura que ocurre en estructuras sometidas a tensiones dinámicas y fluctuantes.”

“Su principal peligro es que puede ocurrir a una tensión menor que la resistencia a tracción o el límite elástico para una carga estática, y aparecer sin previo aviso, causando roturas catastróficas.”

“El límite elástico, es la tensión máxima que un material elástico puede soportar sin sufrir deformaciones permanentes.”

El diseño” tiene una influencia grande en la rotura de fatiga.”

“Mejorando el acabado superficial mediante pulido aumenta la vida a fatiga.”

“Aumenta la vida a la fatiga, procesos de carburación y nitruración.

Esto quiere decir que el proceso de fabricación, las aleaciones utilizadas y el diseño del material es principal para aumentar la vida a la fatiga.

Fatiga material

Fatiga material

“A mayor tensión, menor número de ciclos hasta rotura.”

“En algunas aleaciones férreas y en aleaciones de titanio, la curva S-N se hace horizontal para valores grandes de N, es decir, existe una tensión límite, denominada límite de fatiga, por debajo del cual la rotura por fatiga no ocurrirá.”

Después de estos conceptos voy a hacerme varias preguntas, tenemos dos mosquetónes que aguantan 4.000 Kg a uno lo sometemos durante un día completo a 3000 kg, ambos bajo los rayos x no muestran diferencia, pero uno de ellos ya ha perdido vida útil para verlo mejor os pongo una curva representativa S/N, donde vemos por un lado los kilos que aguanta y por el otro lado el número de veces que sometemos a esos kilos al material.

REEDICIÓN ACLARATORIA: “Una aclaración: si esos 3000 kg están muy por debajo del limite de fatiga del material, entonces, el mosquetón no sufriría nada y al final del día estaría tan nuevo como antes de la prueba. Ahora bien, si los 3000 kg están por encima del limite de fatiga, entonces, el material se vería dañado.”

Los valores de esta escala son hipotéticos de un material ficticio pero todas las curvas S/N de pruebas de fatiga sobre la probeta de un material son parecidas a esta, ahora me pregunto ¿porqué siempre nos muestran pruebas de material aguantando al límite, y no vemos pruebas de fatiga de material de montaña? por ejemplo número de veces que aguante un mosquetón una tensión de 1000 kg durante tres segundo producidas cada cinco segundos, creo que este es un terreno que aún no está explorado por las casa comerciales.

REEDICIÓN:  “Fuera de estos detalles creo que la esencia del artículo esta en el último párrafo. Es importantísimo conocer la curva S/N para tener un conocimiento pleno de la respuesta de los materiales de escalada. El valor dado por el fabricante (fuerza de ruptura en condiciones estáticas) es insuficiente.”

Reediciones y correcciones en la curva S/N aportadas por :

Isidro Villó.
Doctor en Ciencias Físicas
Profesor Titular Universidad Politecnica de Cartagena (Murcia).

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4 Comentarios

  • Responder Encorda2 1 Marzo, 2011 a las 7:23 pm

    Gracias Isidro por tus aportaciones.

  • Responder olid delamontaña 2 Marzo, 2011 a las 1:04 pm

    Este no es un comentario a la entrada sino a la web. Para los que tenemos hambre de aprender (sobre material, técnica…) y nos preocupamos mucho por la seguridad, tu web es de obligada referencia. Te doy las gracias y te animo, a más no poder a seguir trabajando tanto y tan bien por los demás.

    • Responder Encorda2 4 Marzo, 2011 a las 5:07 pm

      Gracias olid delamontaña, estoy preparando otro sobre la dinámica de los parabolt, creo que será una buena información, puesto que sobre este tema no hay mucho escrito.

  • Responder melquiades 30 Octubre, 2012 a las 9:55 am

    Primero felicitarte por tu blog…practicamente no hay campo de la seguridad en montaña que no toques de alguna forma, y con mucho rigor por cierto. Solo me atrevo a sugerirte una aclaracion, que no es importante para el fondo de este articulo pero si para la forma. Hay dos medidas de fuerza el kn (kilo newton) y el kp (kilo pondio) ya que el kg es una medida de masa que como sabemos es una magnitud escalar y no vectorial como las otras dos. Bien, puedes mirarlo en tablas, por ej. http://www.convertworld.com/es/masa/Kilonewton.html

    El kn, por asi decirlo “tira” aproximadamente de 10o kg, pero no de 1000 como puede deducirse de la traduccion que haces de la grafica donde el eje de ordenadas trabaja entre 1 y 4 kn.

    Un saludo

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