Ingeniero

5 ° QUINTO CONGRESO NACIONAL DE INGENIERIA ELECTROMECÁNICA Y DE SISTEMAS MD1

MECÁNICA DE LA FRACTURA: PASADO, PRESENTE Y FUTURO
Dr. Alexander Balankin
Investigador Nacional Nivel III, Profesor Titular C de la Sección de Estudios de Posgrado e Investigación de la ESIME-IPN, Unidad Profesional “Adolfo López Mateos” Av. Politécnico s/n, Col. Lindavista, Edificio 5, 3er piso. México, D.F., C.P.07738 Tel. 5729-6000, Ext. 54589, Fax: 54588 Correo electrónico: balankin@iris.esimez.ipn.mx

Resumen - Las evaluaciones clásicas de
mecánica de la fractura proceden de grietas las cuales han sido encontradas o postulan los tamaños máximos de grietas concebibles. Las propiedades de mecánica de la fractura se dispersan fuertemente y reaccionan sensiblemente a distintos parámetros tecnológicos.El daño del material y la propagación de grietas debido a fatiga, o la influencia del medio son procesos estocásticos; por lo tanto, la Mecánica de Fractura Probabilística representa la aproximación más apropiada para el análisis de falla. La filosofía Probabilística remplaza el clásico factor de seguridad por la probabilidad de falla. Aunque la consideración de riesgo de falla en términosprobabilísticos es a menudo desapercibida por ingenieros y la comunidad de inspección, ésta representa una firme tendencia para futuros desarrollos. La Mecánica de Fractura Probabilística permite una representación mucho más cercana de la realidad, que una actual representada por limites conservativos superiores e inferiores. Este artículo presenta una corta apreciación global de la historia de la mecánicade fractura, su actual estado, y los futuros desarrollos más prometedores. Especialmente subraya resultados
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Trabajo seleccionado por arbitraje 313

fundamentales obtenidos por el Grupo de Mecánica Fractal en la SEPI-ESIME-IPN, así como los proyectos actuales de investigación de dicho grupo.

I. INTRODUCCIÓN Uno de los requerimientos fundamentales de algunaestructura en ingeniería es que ésta no falle en servicio. El problema de resistencia y fractura de materiales es conocido como uno de los más importantes para el progreso de la ciencia y la tecnología. No es una idea nueva el diseñar estructuras para evitar la fractura. El hecho de que algunas estructuras comisionadas por los Faraones del antiguo Egipto y durante el Imperio Romano permanezcan en pie,son un testimonio de la habilidad de los primeros arquitectos e ingenieros. En Europa, numerosos edificios y puentes construidos durante el Periodo Renacentista todavía son utilizados para el fin que fueron proyectados. Las estructuras antiguas que están en pie hoy día, son ejemplos obvios de diseños exitosos. Sin embargo, dichos diseños
SEPI – ESIME NOVIEMBRE 27 al 30, 2000 México, D.F.

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exitosos fueron conseguidos principalmente a prueba y error, por lo tanto indudablemente mucho más diseños sin éxito resistieron un periodo de vida mucho más corto. Las teorías de diseño en ingeniería se han desarrollado a menudo como un resultado de aprender de fallas catastróficas. La imagen de una falla catastrófica eningeniería es de algo (usualmente grande) que falla de manera inesperada y dramática. Como ejemplos, podemos citar la torre Ronan Point cuyos ladrillos fallaron por colapso progresivo; fallas de grandes barcos y recipientes a presión por fractura frágil; estructuras construidas con cascarones metálicos fallando por pandeo, por ejemplo, el Centro de Exhibición de Bucarest bajo carga de nieve; elpuente Tacoma Narrows bajo cargas inducidas por el viento; y así sucesivamente. Aunque, no tenemos estadísticas de eventos catastróficos, es obvio, que hoy en día el problema de fractura es más drástico que en siglos anteriores, porque puede ir empeorando más en nuestra compleja sociedad tecnológica. Los avances y cambios tecnológicos continuamente introducen nuevos desafíos a la ingeniería de...