Módulo de Young

El módulo de Young, también conocido como módulo de elasticidad o módulo elástico, define la rigidez de un material cuando se le aplica una fuerza. Es la relación entre la tensión (fuerza por unidad de superficie) y la deformación (el cambio relativo de longitud), e indica cuánto se estirará o comprimirá un material dentro de su límite elástico.

Cuanto mayor es el módulo de Young, más rígido es el material. Por ejemplo, los metales como el acero tienen un módulo alto y resisten la deformación, mientras que los elastómeros y algunos plásticos tienen un módulo bajo y son más flexibles.

Esta propiedad fundamental es esencial en el diseño y la garantía de calidad de los materiales en sectores como el aeroespacial, la automoción, la medicina y el envasado. Se mide utilizando sistemas de ensayo de tracción o compresión, de acuerdo con métodos de ensayo ampliamente adoptados, entre los que se incluyen:

• ISO 527-1 / ISO 527-2 - Plásticos: Determinación de las propiedades de tracción

• ASTM D638 - Método de ensayo estándar para las propiedades de tracción de los plásticos

El módulo de Young (E) se calcula a partir de la parte lineal de una curva tensión-deformación mediante esta fórmula:

Donde

• E es el módulo elástico (Pa o N/m²)

• σ es tensión = fuerza ÷ área de la sección transversal

• ε es la deformación = extensión ÷ longitud original

Este cálculo es más relevante en la región de deformación elástica (reversible) del material. La pendiente de la curva lineal tensión-deformación en esta región representa el módulo de Young, una medida directa de cuánto se estira el material bajo carga.

Valores típicos del módulo de Young:

• Acero: ~200 GPa

• Aluminio: ~70 GPa

• PET (polímero): ~2-3 GPa

• Caucho: ~0,01-0,1 GPa

Los ensayos de tracción y compresión Mecmesin, junto con el software VectorPro, generan automáticamente curvas de tensión-deformación y calculan los valores del módulo con precisión y repetibilidad - ideal para entornos de I+D y control de calidad.