Módulo de Young

O módulo de Young - também conhecido como módulo de elasticidade ou módulo de elasticidade - define a rigidez de um material quando é aplicada uma força. É o rácio entre a tensão (força por unidade de área) e a deformação (a alteração relativa no comprimento) e indica o quanto um material se estica ou comprime dentro do seu limite elástico.

Quanto mais elevado for o módulo de Young, mais rígido é o material. Por exemplo, os metais como o aço têm um módulo elevado e resistem à deformação, enquanto os elastómeros e alguns plásticos têm um módulo baixo e são mais flexíveis.

Esta propriedade fundamental é essencial na conceção e garantia de qualidade de materiais em indústrias como a aeroespacial, automóvel, médica e de embalagens. É medida utilizando sistemas de ensaio de tração ou compressão, de acordo com métodos de ensaio amplamente adoptados, incluindo:

• ISO 527-1 / ISO 527-2 - Plásticos: Determinação das propriedades de tração

• ASTM D638 - Método de teste padrão para propriedades de tração de plásticos

O módulo de Young (E) é calculado a partir da parte linear de uma curva tensão-deformação utilizando esta fórmula:

Onde:

• E é o módulo de elasticidade (Pa ou N/m²)

• σ é a tensão = força ÷ área da secção transversal

• ε é a deformação = extensão ÷ comprimento original

Este cálculo é mais relevante na região de deformação elástica (reversível) do material. O declive da curva linear tensão-deformação nesta região representa o módulo de Young - uma medida direta da extensão do material sob carga.

Valores típicos do módulo de Young:

• Aço: ~200 GPa

• Alumínio: ~70 GPa

• PET (Polímero): ~2-3 GPa

• Borracha: ~0,01-0,1 GPa

Os aparelhos de ensaio de tração e compressão Mecmesin, associados ao software VectorPro, geram automaticamente curvas tensão-deformação e calculam os valores do módulo com precisão e repetibilidade - ideais para ambientes de I&D e de controlo de qualidade.