Propiedades Mecanicas Del Spaghetti

ANALES DE MECÁNICA DE LA FRACTURA

Vol. 20

(2003)

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FRACTURA FRÁGIL DE FIBRAS DE SÉMOLA
G. V. Guinea, F. Rojo, T. Musulén y M. Elices Departamento de Ciencia de Materiales, E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos, Universidad Politécnica de Madrid, c/ Profesor Aranguren, s/n, 28040-Madrid Resumen. El presente trabajo estudia las propiedades en tracción y la fractura frágil de fibras desémola de trigo duro, material empleado para la fabricación de pastas alimenticias. Mediante la realización de ensayos de tracción simple sobre espaguetis se obtienen por vez primera los parámetros mecánicos que caracterizan el comportamiento del material, cuantificando su tenacidad y resistencia a la rotura. También se analizan las superficies de fractura y se miden los defectos observados,relacionándolos con las resistencias registradas en los ensayos. El trabajo discute la aplicabilidad y limitaciones de la teoría estadística del eslabón más débil y de la mecánica de fractura elástica lineal, modelos macroscópicos habitualmente utilizados para el estudio de materiales frágiles. Abstract. This paper analyzes the tensile properties and brittle fracture of dry semolina fibers, and provides–for the first time– quantitative values for the strength and toughness of this material. Tensile tests on spaghetti with different lengths are performed and the results are correlated with the micrographic observation of fracture surfaces and the distribution of flaws. The tests are analyzed under the perspective of two widely used macroscopic theories for brittle materials: the weakest linkstatistics and the linear elastic fracture mechanics, pointing out their applicability and limitations. 1. INTRODUCCIÓN La sémola de trigo duro o semolina es el material empleado para la fabricación de pastas alimenticias como macarrones, espaguetis y tallarines. La semolina está compuesta fundamentalmente por un hidrato de carbono (almidón) y dos proteínas insolubles (gluteína y gliadina) agrupadasbajo la denominación genérica de gluten. El espagueti es una variedad comercial muy extendida de este producto, moldeado en forma de fibras de pequeña sección cilíndrica. La resistencia en seco de los productos fabricados con semolina se utiliza habitualmente como parámetro de control de calidad, ya que su medida se puede automatizar fácilmente e integrarse en la línea de producción. Esteprocedimiento es más simple que un ensayo de cocción y su resultado está directamente relacionado con la calidad de la semolina y el proceso de fabricación. Habitualmente se realizan ensayos de flexión o compresión (en los que la rotura se produce por pandeo) determinando un tensión nominal de rotura, que se calcula dividiendo la fuerza máxima medida en el ensayo por la sección de la probeta. Los valoresobtenidos, aunque son de utilidad para ajustar un determinado proceso industrial, no pueden sin embargo ser utilizados de forma absoluta, al no medir una propiedad intrínseca del material independiente de su forma o tamaño. Por ello, para avanzar en la comprensión y modelización de los procesos de fabricación y procesado del material –y así poder mejorarlos– resulta imprescindible realizar ensayos enlos que se midan adecuadamente las propiedades mecánicas del producto. Con este fin, se presentan en este trabajo los resultados de varias series de ensayos de tracción simple sobre fibras de espagueti de los que se han obtenido los parámetros mecánicos que caracterizan el comportamiento del material, cuantificando su tenacidad y resistencia a la rotura. También se analizan las superficies defractura y los defectos observados, poniéndolos en relación con las resistencias medidas en los ensayos. Por otra parte, el comportamiento elásto-frágil que exhiben las fibras de sémola, su accesibilidad y sencillez de ensayo las hacen útiles como material para la realización de prácticas de laboratorio y para contrastar la validez de modelos estadísticos de rotura, como se ha mostrado en...