Los materiales utilizados con fines estructurales suelen clasificarse en función de su resistencia a esfuerzos básicos como la compresión, la tensión y el cizallamiento.

La compresión es una fuerza que empuja las partículas de un material para que se acerquen. Por ejemplo, cuando una columna soporta una carga, está sometida a compresión y su altura se acorta, aunque a menudo de forma imperceptible. Lo contrario es la fuerza de tracción, que tiende a alargar un material.

Todos los materiales pueden, hasta cierto punto, soportar fuerzas de compresión antes de fallar y es en este punto donde se mide la resistencia a la compresión. Por lo tanto, la resistencia a la compresión de un material suele indicarse como la máxima compresión que el material puede soportar antes de fallar.

Los materiales que pueden resistir fuerzas de compresión elevadas y aplicadas antes de fallar se dice que tienen una alta resistencia a la compresión.

Algunos materiales son mejores que otros para soportar la compresión antes de fallar. El acero puede soportar fuerzas de compresión relativamente altas. Otros materiales, como el hormigón y la cerámica, suelen presentar una resistencia a la compresión mucho mayor que la resistencia a la tracción. Dependiendo del material, el fallo puede consistir en una fractura en el límite de la resistencia a la compresión o en una deformación irreversible.

Medición de la resistencia a la compresión

Es posible medir con precisión la resistencia a la compresión de los materiales realizando un ensayo de compresión en condiciones cuidadosamente controladas utilizando una máquina de ensayos universal. Esta máquina suele tener una capacidad de ensayo de hasta 53 mega newtons (MN), lo que equivale a una fuerza de 5.404 toneladas.

En la construcción de edificios, el ensayo de la resistencia a la compresión del hormigón suele realizarse en diferentes etapas después de su vertido, con el fin de dejar tiempo suficiente para el desarrollo de la resistencia (por ejemplo, después de 28 días). Normalmente, se utiliza un cubo (o cilindro) de hormigón como muestra de ensayo, asegurando que las superficies superior e inferior sean planas y paralelas, y que ambas caras tengan una sección transversal perfecta, es decir, en ángulo recto con el eje vertical del cubo.

El mecanismo de ensayo aplica gradualmente una fuerza de compresión a la muestra. La medición de la resistencia a la compresión mediante este método requiere:

• El área de la sección transversal de una de las caras del cubo, superior o inferior (deben ser idénticas), y
• La fuerza de compresión aplicada en el momento del fallo (definida como deformación permanente, es decir, la incapacidad de adoptar su forma anterior una vez que se retira la fuerza de compresión).

Una vez que se dispone de estas mediciones, la resistencia a la compresión (C o σc) puede calcularse como:

C = F/A

donde F es la fuerza máxima (carga) aplicada en el punto de fallo y A es el área de la sección transversal de la muestra antes de que se aplicara la fuerza. Puede expresarse en términos de N/m² o Pascales (donde 1 Pascal (Pa) = 1 N/m²).

A veces es difícil medir la resistencia a la compresión de los metales dúctiles, como el acero dulce, que tienen altas resistencias a la compresión. Esto se debe al modo de fallo de dichos materiales. Normalmente, bajo una carga de compresión, el acero dulce se deforma elásticamente hasta un punto; a esto le sigue una deformación plástica y, en última instancia, la muestra puede aplanarse sin que haya indicios significativos de fractura. Por lo tanto, puede ser difícil medir el punto exacto de fallo por compresión. Por esta razón, es más común citar la resistencia a la tracción del acero dulce, que es más fácil de obtener; como su resistencia a la tracción es siempre menor que su resistencia a la compresión, puede utilizarse como base para los cálculos.

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