Durómetro

El durómetro es un instrumento utilizado para medir la dureza de los materiales. La dureza es una propiedad de los cuerpos que indica la resistencia de éstos a deformaciones causadas por fuerzas externas, como son las perforaciones, el rayado, la abrasión y cualquier tipo de daño que pueda sufrir el material.

La dureza tiene distintas escalas y rangos por lo que varía la punta empleada para hacer la medición y las cargas que se aplican. La dureza de algunos materiales como el acero, posee una relación con la resistencia mecánica y por ello muchas veces el durómetro es preferido por las industrias para realizar pruebas en los materiales.

¿Qué es el Durómetro?

El durómetro es el instrumento que se usa para determinar la dureza de los materiales. Funciona profiriendo una carga al material a medir con un objeto punzo penetrante. Básicamente, el durómetro ejerce una fuerza sobre el material a medir, perforando con su punta y dependiendo la profundidad de la perforación se obtiene la medida de dureza.

El diseño del durómetro varía dependiendo del modelo. Hay durómetros de bolsillo hasta durómetros de mesa, que pesan 100kg, pero siempre, sin importar el modelo, cuenta con dos partes fundamentales; el cuerpo y la punta punzopenetrante. En el cuerpo posee la pantalla indicadora y controladores para calibrar el durómetro.

¿Para qué sirve el Durómetro?

El durómetro mide la dureza de los materiales, su utilidad y función es bastante específica. El conocer la dureza de los materiales es necesario para poder clasificarlos y usarlos posteriormente para la realización de herramientas y artefactos. La dureza indica la resistencia que el material presenta ante fuerzas externas.

Usos del Durómetro

El principal uso del durómetro se encuentra en las industrias, que es donde se requiere conocer todas las propiedades de los materiales que van a utilizar; las dos principales son la farmacéutica y la del metal, esta última para garantizar que se cumplan los parámetros de seguridad establecidos. Igualmente debido a la relación entre la dureza del acero y su resistencia, muchos prefieren optar por la prueba de dureza por su simplicidad.

En la industria farmacéutica es igualmente de uso común, principalmente la medir la dureza de cápsulas y pastillas. Deben ser lo suficientemente duras para resistir el empaquetado, traslado y diversos procesos sin verse dañadas pero lo suficientemente blandas para poder ser masticadas o fácilmente digeridas, así que mantienen controles de regulación en su dureza.

Tipos de Durómetros

¿Recuerdas lo que mencioné sobre las distintas escalas de dureza? Pues bien, para cada escala, todas de uso industrial por cierto, hay un durómetro correspondiente, con su diseño particular y aunque en sí todos funcionan con el mismo principio; es esencial que conozcas las diferencias entre las escalas de dureza y los tipos de durómetros:

  • Durómetro Shore

Este mide la dureza elástica del material. En lugar de crear una pequeña perforación prueba la resistencia elástica al presionar el material. Para ello se emplea un escleroscopio el cual consiste en un tubo con un martillo interior de punta de diamante que probará la resistencia. Este durómetro se utiliza en las pruebas con materiales como el caucho.

  • Durómetro Brinell

Se utiliza para calcular la resistencia que tiene la tracción. No es tan precisa y usa el método de indentación; posee una punta circular de acero para causar la impresión, la huella resultante se mide con microscopio y se transforma a una cifra HB. Esta prueba es usada en materiales blandos pues sus chapas tienen menos de 6 mm de espesor.

  • Durómetro Rockwell

El más utilizado debido a su capacidad para medir tanto materiales blandos como duros y su nivel de precisión. Este emplea punta en cono de diamante y genera dos cargas, la primera leve y la segunda de mayor fuerza. La huella impresa en el material es mínima, no lo perfora, por lo que no se considera un método destructivo.

  • Durómetro Knoop

Tiene la capacidad de medir la dureza, tomando en cuenta valores de escala absoluta. Tiene punta de diamante y mide la dureza mecánica; en realidad mide la “microdureza” pues trabaja con muestras muy pequeñas cuyas láminas son delgadas, ejerciendo sobre estas una fuerza estándar. Su diseño y calibración está especialmente diseñado para las muestras pequeñas.

  • Durómetro Vickers

Conocido como el ensayo de dureza universal, sus cargas van desde 5 a 125 kilopondios (siendo el kilopondio la antigua unidad de fuerza). Cuenta con punta cónica de diamante, es más preciso que el modelo Brindell pero al igual que ese, no arroja la lectura directamente sino que debe ser transformado con una fórmula. Se usa en láminas de unos 0,15 mm de espesor.

  • Durómetro Leeb

Lee la pérdida de energía al impactar con el material, por lo que no deja una muestra profunda siendo una prueba no destructiva. Esta pérdida de energía es luego transformada para poder medir la dureza del material.

Los diferentes tipos de durómetros son tales por un proceso de perfeccionamiento que se ha dado a través de los años; donde por ejemplo el de Knoop es una variación del de Vickers para los objetos pequeños. Además, del uso del durómetro hay ciertos ensayos para medir la dureza como la nanoindentación, que se lleva a cabo en longitudes nanométricas.

Características del Durómetro

Los diversos tipos de durómetros tienen distintos diseños; esto porque no se necesita por ejemplo, un durómetro de mesa para uno que se dedicara solo a medir objetos pequeños y livianos. Esto puede hacer que al principio te cueste distinguirlos de otros instrumentos, por ello te nombro las siguientes características que son invariables:

  • El cuerpo es la estructura principal, en él están adheridas tanto externa como internamente los elementos que lo hacen funcionar.
  • La punta es la parte ovalada o cónica que puede ser de acero o diamante; es la que genera la carga en el material, ya sea leve o fuerte.
  • El indicador es la pantalla donde aparece la lectura de la medición.
  • El panel de trabajo se utiliza para calibrar el durómetro.
  • La plataforma de trabajo solo la poseen los durómetros de mesa, es donde se ubica la muestra para mantenerla en posición durante el procedimiento.

Los durómetros de Rockwell, Brinell, Vickers y Knoop son de mesa, y cuentan con partes como el cabestrante para mover la plataforma de trabajo, el tornillo para adaptar el indentador, y transformador de fuerza. Mientras los durómetros de Shore y Leeb son mucho más discretos, el primero mecánico y el segundo electrico.

Importancia del Durómetro

El durómetro es de uso extendido en varios sectores. Conocer propiedades como la dureza, resistencia y elasticidad de un material es indispensable para poder utilizarlo, de lo contrario representaría un riesgo de seguridad enorme pues no habría más que estimaciones vagas e inexactas de lo que cierto material puede resistir o para qué tipos de uso es apto.

Los estudios a los materiales con durómetros en ocasiones son apoyados con otros instrumentos y es que se necesita de cada uno de estos para poder conocer todas las propiedades de los elementos que empleamos.

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