El comportamiento de los metales y el chicle de Terminator

El otro día viniendo de Granada llevaba un chicle en la boca y después de un buen rato se me hacía ya cansado masticarlo cuando me ha venido a la cabeza una imagen: un amigo le dice a otro:
– ¿quieres un chicle? Éstos son de hierro…
¿Os imagináis la situación? ¿Pensarías que está loco? O más bien ¡que vaya ocurrencias las mías!
Pero cuando uno está demasiado ingenirecido/frikizado se pone a sacar teorías de todo y es lo que haremos hoy.


Masticar un chicle de metal no parece muy inteligente a no ser que fuésemos Terminator o Superman como poco, pero si así fuese, sí que sería posible. Ahora viene la pregunta tonta, ¿porqué un chicle “normal” si podemos masticarlo y uno de hierro no? Pues por la elasticidad o más bien enorme rigidez del hierro.

fuerza alargamientoUn ejemplo de esa enorme rigidez: para estirar un solo milímetro una varilla de hierro puro con un tamaño de 15 cm de larga y un diámetro de 6 mm (las dimensiones aproximadas de un bolígrafo) haría falta colgar un peso de más de 3 toneladas (un todoterreno grande). Si esta varilla fuese de plomo bastaría con unos 300 kilos (unas cuatro o cinco personas), mientras que si fuese de un plástico común como un polipropileno (el de las botellas) nos serviría con unos veinte kilos y en el caso de que fuese de chicle quizás incluso no necesitásemos ni si quiera un kilo. Esta relación entre alargamiento y fuerza necesaria a aplicar, como podemos intuir, depende (a parte de la geometría) de la rigidez del material.
¿Y que pasa si quitamos ese peso? En la mayoría de los casos la varilla volverá a su posición inicial acortándose ese milímetro, comportándose como un simple muelle, lo que se conoce como comportamiento elástico ¿Interesante no? Prueba a aplastar muy ligeramente tu chicle, verás como al dejar de apretar no se queda aplastado.
Sigamos con la comparación chicle – comportamiento metal hierro… Cuando aplastas “sin suavidad”, ¿no se queda ya aplastado aunque dejes de apretar? Exactamente igual le pasa al hierro y en general buena parte de los metales, si se deforman en exceso se quedan deformados. Ese comportamiento se conoce como deformación plástica y es el responsable de por ejemplo el acuñado de monedas, la formación de latas de refresco o la fabricación de tuercas.

En el siguiente video podemos ver un ejemplo de la fabricación de ruedas de tren y como con la ayuda de potentísimas máquinas tratan al acero como si fuera un chicle:

¿y cuando la deformación que nosotros aplicamos pasa a provocar una deformación permanente? cuando en el material se supera cierta tensión, entendiendo tensión como cantidad de fuerza que soporta una pieza por sección área o “grosor” de la misma. Así una tensión elevada querrá decir que estamos aplicando demasiada fuerza para el tamaño de nuestra pieza.tension

En la siguiente imagen tenemos una misma pieza sometida la de la derecha a una fuerza mayor y por tanto a una tensión mayor

 

Y la cosa no queda aquí, y es que siguiendo con las comparaciones, ¿no te ha pasado que cuando llevas un buen rato masticando el chicle este se pone cada vez más duro? Pues a la mayoría de metales y aleaciones les sucede exactamente lo mismo, es decir, si fuésemos capaces de “masticar” un trozo de hierro cada vez necesitaríamos realizar una mayor fuerza, es lo que se conoce como endurecimiento por deformación plástica y básicamente ese endurecimiento es lo que, por ejemplo, se buscaba mediante la forja las espadas en la antigüedad.

En este video podemos ver el proceso manual de fabricación de espadas

A estas alturas posiblemente te estarás preguntando que si todo el comportamiento de nuestro “chicle de hierro” va a ser igual que el del “chicle de verdad”. Para nada, hay una gran diferencia y es que si deformamos repetidamente un trozo de cualquier metal finalmente terminará por romperse, y si no me crees ¿porqué doblar para un lado y para otro repetidamente la anilla de una lata de refresco para partirla?

Así que ya lo sabeis… no sería imposible ver a Terminator masticando un trozo de hierro u otro metal como el cobre a modo de chicle…

Aquí se termina la entrada de hoy, donde partiendo de un chicle hemos visto las principales características del comportamiento de buena parte de los metales. Como que tienen una rigidez o “elasticidad” diferente y muy superior a otros materiales, que si no están sometidos a fuerzas muy exageradas éstos recuperarán su forma inicial al dejar de aplicar la fuerza, que si aplicamos una fuerza excesiva el material se deformará de forma permanente y que si lo deformamos de forma repetitiva terminará por romperse, tema del que hablaremos en la siguiente entrada, ¡no os la perdáis y perdonad mi falta de tiempo y retraso en la publicación de ésta entrada!

¡Nos vemos!

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Un pensamiento en “El comportamiento de los metales y el chicle de Terminator

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