Los materiales elásticos son los que poseen la capacidad de resistencia ante cualquier tipo de fuerza o influencia física desfiguradora o distorsionadora, que después, gracias a esta cualidad, regresa a sus dimensiones físicas anteriores en el momento en el que la fuerza se retira.
Relevancia del material elástico
Este tipo de materiales suelen ser muy utilizados en lo que se refiere al diseño y en el estudio u observación de estructuras como las láminas, placas y vigas.
Asimismo, se emplean con frecuencia para elaborar repuestos automotores, ropa, etc. De allí radica la importancia del material elástico para la sociedad.
Fuente | Pixabay – Ejemplo de material elástico
Características de los materiales elásticos
Casi todos los materiales solidos presentan un comportamiento que puede calificarse como elástico. Sin embargo, existe una limitación de la proporción de su fuerza, así como de la desfiguración que la acompaña dentro de esta reparación elástica.
En este sentido, solamente puede ser considerado un material poseedor de la cualidad de elasticidad si puede ser alargado o extendido hasta un 300% de su longitud original.
Estos materiales poseen una limitación de su elasticidad que viene a significar la máxima tensión fuerza por cada unidad de área de todo material solido que es capaz de aguantar ante el impacto de una desfiguración continua.
Dicho límite marca el final de su condición elástica, y el principio de su conducta como un material de plástico. Lo mismo sucede con los materiales que son más débiles, la tensión o fuerza generada sobre su límite, genera una ruptura o fractura.
Tipos de materiales elásticos
Materiales elásticos tipo Cauchy
Desde el punto de vista de la física, un material elástico tipo Cauchy, se trata de aquel en el cual la fuerza o tensión de cada uno de sus puntos se encuentra determinada por el actual estado de desfiguración, con respecto a una estructura arbitraria de significado o correlación.
A esta clase de materiales también se les llama material elástico sencillo o simple.
Materiales hipoelásticos
Se trata de aquellos materiales que poseen un tipo de ecuación integrante, totalmente independiente de las medidas de la tensión de tipo finita, a excepción de los casos lineales.
Estos tipos de materiales son diferentes de los tipos de materiales hiperelásticos o de los materiales elásticos simples, porque, a excepción de ciertas condiciones especiales, no se pueden derivar de una situación de densidad de energía de desfiguración.
Los materiales hipoleasticos se definen con absoluta rigurosidad como aquellos que son moldeados a través de una ecuación que cumple con los siguientes criterios:
- El tensor que se denomina tensión ō hacia el tiempo t, solamente depende de la disposición en la cual el cuerpo ha llenado todas sus configuraciones antiguas, pero jamás en el mismo lapso mediante el cual dichas configuraciones antiguas fueron cruzadas o traspasadas.
- Existe un tipo de función- tensor que posee un valor G, de forma tal que ō = G (ō, L), en el cual ō es el intervalo perteneciente al tensor tensión del material y L sea el tensor gradiente de aceleración espacial.
Materiales hiperelásticos
Básicamente, se trata o pertenece a una forma especial de ecuación constituyente para materiales, cuyo ideal es la elasticidad y para los cuales la vinculación entre la tensión se deriva, o es una consecuencia, de una función densidad de fuerza o energía de desfiguración.
Representan un tipo muy especial de los materiales elásticos sencillos. Además, este tipo de material elástico también es denominado como material elástico de Green.
Ejemplos de materiales elásticos
- Resilina
- Caucho estireno-butadieno (SBR)
- Cloropreno
- Elastina
- Goma natural
- Spandex o lycra
- Caucho butílico (PIB)
- Fluoroelastómero
- Elastómeros
- Caucho etileno-propileno (EPR)
- Epiclorhidrina de caucho
- Nylon
- Terpeno
- Caucho isopreno
- Poilbutadieno
- Caucho nitrílico
- Vinilo stretch
- Elastómero termoplástico
- Goma de silicona
- Caucho etileno-propileno-dieno (EPDM)
- Etilvinilacetato (goma EVA o foamy)
- Cauchos butilos halogenizados (CIIR, BIIR)
- Neopreno
Cómo se sintetiza un material elástico
Este procedimiento para sintetizar un material elástico es eminentemente físico. De este modo, la potencia o energía que empuja la desfiguración elástica es un parámetro termodinámico conocido con el nombre de entropía, que sirve para la medición del grado de caos o anarquía del sistema.
La entropía se incrementa al intensificarse el caos. En el momento de aplicársele un impulso al elastómero, las cadenas tienden a alargarse y alinearse. Es decir, el sistema se ajusta o acomoda.
Partiendo de ese estado, la entropía se vuelve a incrementar al regresar las cadenas a su inicial enredo. Dicho efecto entrópico produce dos efectos inmediatos.
Lo primero que ocurre es que la aplicación de un impulso, al elastómero, hace que aumente su temperatura. En segundo lugar, el patrón de elasticidad se amplía al aumentarse la temperatura, lo que significa una conducta distinta a la de otros materiales. Es de esta manera como se logra sintetizar un material elástico.
