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La fatiga: Principal causa de falla
de los elementos mecánicos
José Wilches Balseiro *
Junto con la cerámica, el uso de los metales fue uno de los grandes saltos o avances
tecnológicos de la humanidad, lo que
mejorósustancialmentesucapacidad productiva y de supervivencia, en cuanto
pudo proveerse de herramientas mucho
más eficaces -€n términos de esbeltez de
filo y capacidad de trabajosin rupturasque las de piedra y hueso utilizadas en
edades más tempranas. Sin ellos nuestra
civilización sería inconcebible, pues la
transformación masiva de la energía fundamento material del mundo moderno- sería prácticamente imposible sin
los materiales metálicos, únicos por su
capacidad de absorber sin falla gran cantidad de energía por unidad de área o
volumen.
Aun hoy, a pesar de todoslos esfuerzos en la creación de todo tipo de nuevos
materiales no metálicos -poliméricos,
ceráIl1icos,compósitos- hay áreas, como
la de transmisión de elevadas potencias a
bajas y altas temperaturas, donde los
metales no tienen competencia y donde,
por consiguiente, es mandatorio su uso
en la fabricación de los equipos correspondientes.

•. Ingeniero Metalúrgico. Experiencia Análisis defalla en componentes
metálicos. Postgrado en Metodologia de la Investigación de la enseñanza universitaria. Actualmente
profesor de las cátedras:

Procesos de fabricación, Tratamientos térmicos,
Corrosión
Programa

48

y

Jefe del Departamento
de Ingenerfa Mecánica.

de Diseño del

lngenierfa

Sin embargo, a pesar de su tenacidad o
alta capacidad de absorber energía sinfracturarse -lo que se traduce en altos
niveles de esfuerzo para producir su falla- los componentes metálicos se rompen o fracturan, de un modo instantáneo
o progresivo, cuando se someten a la acción de cargas estáticas y/ o dinámica.
Hace tiempo que la ingenieria resolvió
el problema de diseñar estructuras contra
la falla bajo carga estática a temperatura
ambiente, con base en que los niveles deesfuerzo que sólo producen deformaciones elásticas garantizan la estabilidad de
la estruchIra. Más aun, teniendo en cuenta la ductibilidad de los metales y su
habilidad para ganar resistencia por deformación plástica, ésta podría permitirse en cierta magnitud sin que ello lleve
necesariamente a una falla instantánea.
Igual cosa no puede decirse sobre el diseño de componentes sometidos acargas
dinámicas, pues, al contrario de las estáticas, su aplicación repetitiva o fluchIante a
través del tiempo, aun cuando el esfuerzo
nominal resultante sea menor que el de
fluencia, induce cambios estruchIrales
internos en el material, originando
microfisuras que al propagarse llevan a
una fractura progresiva de tipo frágil,
conocida como fractura por fatiga, que
puede ocurrir durante elservicio normal,
sin sobrecargas excesivas y bajo condiciones normales de operación.
¿Qué factores contribuyen a que un
material presente susceptibilidad a este
tipo de falla? En general, el área de la

& Desarrollo.

Universidad

del Norte. 1: 48-50, 1995

pieza donde se inicia la fisura por fatiga
corresponde a aquella donde, por alguna
razón, el esfuerzo

rácter aleatorio de laorientación de los

planos atómicos dentro de cada grano
y la mayor o menor presencia de

logra niveles superio-

res al de fluencia, produciéndose una deformación plástica en frio, localizada y
cíclica, en correspondencia

dislocaciones,

con la natura-

promueven

leza del esfuerzo, lo cual genera acritud o
pérdida de ductibilidad en ese lugar y,
por consiguiente,

hacen quela resistencia

varíe de un grano o cristal a otro y
la

iniciación

de

microgrietas en aquel o aquellos cristales de mínima resistencia.

con el transcurrir del

tiempo se produce una microfactura frágil que una vez'formada puede propagarse
bajo la acción del esfuerzo,

2. Aquellos aspectos de tipo estructural
derivados del procesamiento del material y I o de la manufactura de...