mayo 31, 2020
Durómetro

Durómetro

Entre los muchos materiales que encontramos en los laboratorios tenemos el Dosímetro, Desecador y en este caso el Durómetro. Siendo este último en el que nos centraremos a continuación.

Historia del Durómetro

El primer Durómetro que se inventó fue por Albert Shore un ingeniero metalúrgico de origen estadounidense que nació en el año 1876. Su invención recibió el nombre de escleroscopio el cual por medio de un martillo con pico de diamante dentro de un tubo de vidrio, que cae a 10 pulgadas del material a ser probado.

De este proceso se producía un rebote en el martillo, el cual se permitía medir por medio de la escala de Shore. Para el año 1900 se creó el primer Durómetro como lo conocemos actualmente. Dicha creación fue por mano del ingeniero metalúrgico Johan August Brinell.

No obstante, en el siglo XVIII se iniciaron pruebas de rasguño para determinar la dureza. Lo cual permitió el desarrollo de ensayos en los que se medían el ancho de la marca que dejaba un diamante. Siendo Brinell el que crearía un primer instrumento de una medición de la dureza.

Es importante mencionar que con la revolución industrial se hizo necesario la creación de un instrumento que permitirá medir la dureza de los materiales. Debido a esto se comenzaron a crearse nuevas pruebas como la desarrollada por Robert Smith y George Sandland en la compañía Británica Vickers.

Para el año 1912 los hermanos Hugh y Stanley Rockwell, tomaron como base la prueba de sangría de Paul Ludwik, para idear el probador de dureza Rockwell. Gracias a este experimento se hizo mucho más fácil el uso de esto, ya que daba medidas mucho más directas. A todo esto es importante mencionar que la patente de este producto se obtuvo en 1919 y otra en 1924 para otro probador con mejoras.

Con el pasar del tiempo al llegar a 1939 se creó otro durómetro destinado a materiales mucho más frágiles basado en la escala vickers. Gracias a esto Fredrick Knoop modificó la forma del diamante usando una forma alargada, la cual tenía una menor profundidad lo que permitió establecer la escala de Knoop.

Luego para el año 1950 Instron incluye el sistema de bucle cerrado como una forma de medir electrónica. En específico se usa una forma electrónica para medir la fuerza que se podía aplicar en pruebas de tracción. Pero también para reenviar esta información para posteriormente ajustar el equipo de producción.

Es importante mencionar que desde sus inicios este instrumento ha ido sufriendo de modificaciones. Incluso en la actualidad son cada vez más necesarias estos arreglos y avances en estos equipos. Por lo que los cambios y mejoras para seguir automatizando el proceso son muy importantes.

¿Qué es el Durómetro?

Qué es el Durómetro

En términos simples un Durómetro es un instrumento de medición, el cual indica la dureza de un material, todo con el fin de conocer que tan resistente es el mismo. El mismo puede usarse en una gran variedad de materiales, desde blando hasta aquellos que son más duros.

A esto es importante agregar que no hay un solo tipo de Durómetro, sino que hay varios tipos los cuales dependerán del material que se vaya a utilizar. Sin embargo la función de cada uno de ellos sigue siendo la misma, que es determinar la dureza de un material.

Es importante agregar que en un principio este instrumento era diseñado para que funcionara a la escala de MOHS. Sin embargo, para el siglo XIX dicha escala de medición no sería muy útil.

Partes del Durómetro

Este instrumento de laboratorio se compone de dos partes, que es el cuerpo y el elemento de penetración o indentador. Siendo el cuerpo el que genera la fuerza que se aplicará en el material a probar. En el caso del indentador o elemento de penetración, funciona para dejar huella o marca al objeto a testear.

Es importante añadir que el elemento usado para penetrar dependerá del método de marcado que se decida emplear. Podemos decir que las partes de este instrumento pueden dividirse de la siguiente manera;

  • Cuerpo giratorio.
  • Indicador de dial de dureza.
  • Indicador análogo de escala.
  • Soporte plano de acero duro y rígido.
  • Dispositivo o tornillo regulador de escala.
  • Palanca lateral para administrar la carga principal.
  • Manilla giratoria o cabestrante para elevar el soporte y también administrar carga inicial.

A todo esto debemos agregar que las partes de este instrumento dependerán del modelo y de los avances que se la hayan hecho al mismo. Por ejemplo, hay algunos más avanzados que tienen visualizador o pantalla digital, electrolitos y otras partes más.

¿Para qué sirve el Durómetro?

Como hemos venido mencionando este instrumento sirve para medir la dureza de un material. Lo cual se logra por medio de un elemento que permite la penetración del mismo, lo que deja una huella de profundidad.

Con esto en mente podemos decir que este aparato es usado en campos como la industria farmacéutica y la industria de construcción. En la primera se usa para calcular la resistencia del material elaborado. Esto se hace con el fin de verificar que puedan soportar el proceso para el que estarán destinados.

Si hablamos de la industria de la construcción, para determinar la dureza de los materiales para la construcción de una estructura, edificación, dispositivo electrónico, cerámicas, y una amplia gama de materiales más.

A todo esto es importante añadir que los materiales mayormente sujetos a esta prueba, son el metal y  aquellos materiales usados en los proceso de construcción. Esto es importante, ya que permite verificar que los mismos cumplas los estándares de seguridad y calidad necesarios.

¿Cómo funciona el Durómetro?

Cómo funciona el Durómetro

La función o utilización de este instrumento no es para nada complicado, ya que solo consiste en seleccionar un material. Luego se debe estandarizar la fuerza que se aplicará por medio del elemento penetrador.

Una vez hecho esto se determinar el resultado de la profundidad o tamaño de la dureza, tomando alguno de los números de la dureza. Es importante señalar que estos instrumentos pueden trabajar con diferentes escalas, por ejemplo la escala de dureza Mohs, donde los valores determinados se hacen del 1 al 10.

Siendo por medio de la huella y por la escala anterior que se puede determinar la resistencia o no del corte de la superficie que tiene el material a analizar. En este sentido mientras más blando sea el material más profunda será la huella en el mismo.

Para usar correctamente este instrumento se debe colocar en una posición vertical en el material que vamos a medir. Luego se ubica el espécimen donde se llevará a cabo la prueba. Es importante tener en cuenta que la disposición del material a medir, debe tener un diámetro mayor a 6mm.

Luego de esto debemos ejercer presión sobre el mismo sin dejar que choque con la muestra.  Debemos observar sostenidamente el material hasta que la superficie de contacto se aplique sobre ella. Por último debemos leer el resultado arrojado y si es necesario podemos usar el indicador de resistencia.

Tipos de Durómetros

Tipos de Durómetros

En específico podemos decir que hay tres tipos principales de Durómetros, sin embargo también podemos encontrar muchos más. Con más detalle podemos decir que los distintos tipos de medidor de dureza que hay son;

Durómetro Shore

En este caso hablamos de un instrumento definido por Albert Shore en 1920. Como mencionamos antes existen varias escalas y en este caso en particular tenemos que la más común para este dispositivo es la A y D. Siendo la A la usada para plásticos blancos y la D para muestras más duras.

Durómetro Leeb

Este tipo de medidor de dureza se caracteriza por dejar una huella menor al resto de los durómetros. Debido a esto se usa mayormente para leer la pérdida de energía en un impacto definido luego de golpear la muestra.

Básicamente el dispositivo genera un impacto inicial, y luego cuando se golpea el material se pierde energía de impacto. Siendo esta pérdida de energía la que se mide, para posteriormente convertirla en una medición de dureza.

Durómetros Rockwell

En este caso hablamos de un instrumento diseñado para medir cualquier metal o aleación. Esto último puede ser tanto en materiales duros como blandos. El mismo funciona ejerciendo una pequeña carga. La cual aumentará la exactitud de la medición y luego ejercer una carga mucho mayor.

Es importante mencionar que en la actualidad esta máquina tiene la capacidad de calcular automáticamente la dureza del material.

Durómetros Vickers

El principio fundamental es observar la resistencia que el material tiene a la deformación. Cuando tenemos la huella resultante, se mide por medio de un microscópico incorporado y se transforma la dureza HV o DPH usando una fórmula.

Debemos mencionar que este tipo de durómetros cuenta con un analizador de imágenes por medio de una computadora. Gracias a ello se pueden analizar la localización de la huella, hacer las operaciones de los valores de dureza y graficar la información obtenida.

Durómetro Brinell

El Durómetro Brinell es el que usa un penetrador duro en forma esférica, junto a una carga de manera constante. De este modo se logra medir el diámetro de la huella con un microscopio y se convierte a un número específico HB haciendo uso de una fórmula.

Durómetros Knoop

En este caso hablamos de un instrumento muy parecido al de Vickers. Solo que este necesita una muestra mucho más pequeñas en el material para lograr determinar la dureza del mismo.

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