Una introducción
Las pruebas de compresión son uno de los tipos más fundamentales de pruebas mecánicas, junto con pruebas de tracción y flexión. Las pruebas de compresión se utilizan para determinar el comportamiento de un material bajo cargas de trituración aplicadas, y generalmente se realizan aplicando presión de compresión a una muestra de prueba (generalmente de una geometría cuboidea o cilíndrica) usando platos o accesorios especializados en una máquina de prueba universal. Durante la prueba, se calculan y trazan varias propiedades del material como diagrama de tensión-deformación que se utiliza para determinar cualidades como el límite elástico, el límite proporcional, el punto de rendimiento, la resistencia al rendimiento y, para algunos materiales, la resistencia a la compresión.
¿Por qué realizar una prueba de compresión?
Las pruebas de compresión permiten a los fabricantes evaluar la integridad y la seguridad de los materiales, componentes y productos durante varias fases del proceso de fabricación. Para que se seleccione un material para una nueva aplicación o producto, debe demostrar la capacidad de resistir las fuerzas mecánicas que encontrará en su aplicación de uso final. Las aplicaciones potenciales pueden variar desde las pruebas de resistencia de un parabrisas de automóvil hasta pruebas de resistencia de vigas de concreto utilizadas en la construcción. La espuma utilizada en los asientos debe ser cómoda para el consumidor, mientras que los dispositivos de entrega de medicamentos deben ser fáciles de desplegar para los proveedores médicos. Además, los materiales y los productos pueden estar expuestos a fuerzas mecánicas durante períodos cortos o largos de tiempo, a través del uso cíclico o repetido, y en una amplia variedad de diferentes condiciones de temperatura y ambiental. Se espera que los cojines de asientos duren un cierto período de tiempo, mientras que los neumáticos automotrices deben mantener su elasticidad en todo tipo de clima. Los materiales que exhiben una alta resistencia a la tracción tienden a (¡pero no siempre!) Exhiben baja resistencia a la compresión. Del mismo modo, los materiales ricos en resistencia a la compresión tienden a exhibir baja resistencia a la tracción. Por lo tanto, las pruebas de compresión a menudo se usan en materiales frágiles como concreto, metales, plásticos, cerámica, compuestos y materiales corrugados como el cartón. Estos materiales a menudo se usan en una capacidad de carga donde su integridad bajo las fuerzas de compresión es crítica.
A diferencia de las pruebas de tracción, que generalmente se realizan para determinar las propiedades de tracción de un material específico, las pruebas de compresión a menudo se realizan en productos terminados. Los artículos comunes como bolas de tenis, bolas de golf, botellas de agua, cajas de protección, tuberías de plástico y muebles son ejemplos de productos que deben evaluarse para su resistencia a la compresión. Por ejemplo, un ingeniero puede querer conservar el plástico creando botellas de agua con paredes más delgadas, pero las botellas aún deben ser lo suficientemente fuertes como para empacarse en paletas y apilarse uno encima del otro para el transporte. Las pruebas de compresión pueden ayudar al ingeniero a ajustar el equilibrio entre la resistencia al producto y la conservación del material.
Además de su importancia para el proceso de I + D, los departamentos de garantía de calidad también utilizan las pruebas de compresión para garantizar que los lotes de productos terminados cumplan con las especificaciones requeridas para las propiedades de compresión. Esto es importante tanto desde la seguridad como desde la perspectiva comercial, ya que los productos defectuosos pueden ser peligrosos para el usuario final y también pueden causar daños significativos para los fabricantes en forma de retrasos de productos, ingresos perdidos y reputación dañada.