LA FATIGA

En artículos anteriores nos referíamos a la resiliencia y al límite elástico y cómo podríamos asemejar el comportamiento de los materiales a la reacción de algunas personas ante determinadas situaciones.

Otro ensayo que me ha tocado presenciar alguna vez en laboratorio es el de FATIGA. Técnicamente, cuando nos referimos a materiales podemos considerar la fatiga como el proceso de un cambio estructural permanente, progresivo y localizado que ocurre en un punto del material sujeto a ciclos de tensiones y deformaciones, y que produce grietas que normalmente conducen a la fractura tras un determinado número de ciclos.  En otras palabras: podríamos considerar la fatiga como un debilitamiento del material (en muchos casos hasta la rotura) cuando se le somete a tensiones repetitivas que normalmente son inferiores a su límite elástico. El estudio de la fatiga de materiales no es sencillo por la cantidad de factores que influyen: tensión máxima y mínima, amplitud de tensión, número de ciclos, frecuencia de carga, etc…

Este vídeo de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid es bastante descriptivo:

Para añadir más complejidad, también tenemos que tener en cuenta que hay materiales en los que por debajo de un determinado umbral de tensión la repetición de las solicitaciones no llega a producir nunca debilitamiento o rotura.

Pero por más complejo que sea el estudio de la fatiga, es imprescindible realizarlo cuando se trata de diseñar piezas –sobre todo metálicas- que vayan a estar sometidas a fuerzas dinámicas, ya que no debemos olvidar que se trata de una de las primeras causas de fallo de máquinas, tornillos, ruedas y ejes de ferrocarriles, alas de aviones, plataformas marítimas, barcos, vehículos o puentes.

La rotura por fatiga consta de 3 fases:

  1. Iniciación: donde una o más grietas aparecen en el material (generalmente en la superficie y cerca de algún punto de concentración de tensiones) debido a alguna pequeña imperfección del material, arañazo, entalla, etc…
  2. Propagación: donde las minúsculas grietas crecen debido al efecto de las cargas.
  3. Rotura: cuando la dimensión de la grieta es de tal magnitud que debilita a la pieza al punto de no poder resistir la carga en un momento dado, produciéndose la fractura.

Dado que no siempre es perceptible el punto de inicio de la grieta, y que el crecimiento de ésta suele pasar inadvertido, los fallos y roturas por fatiga suelen ser imprevisibles y por eso -en la mayor parte de las ocasiones- catastróficos. 

El término FATIGAR viene del latín fatigare, que significa “hacer en exceso”, e incluso hay quienes lo interpretan como “hacer agrietar”, pero de una manera más simple podríamos traducirlo como “agotar, llevar al límite”. Seguro que todos nos hemos sentido fatigados en muchas ocasiones físicamente, después de un exceso de actividad o esfuerzo, pero también nos fatigamos mentalmente al exponernos a situaciones que –aunque no lo parezcan- van haciendo mella en nuestra resistencia hasta debilitarnos y llevarnos casi a la fractura, así que nuevamente podemos comprobar ciertos paralelismos entre el comportamiento de los materiales y el de las personas.

Expuesta la fatiga, cabe preguntarse si podemos hacer algo para evitar fatigarnos o –al menos- qué podemos hacer para evitar consecuencias catastróficas.

En el caso de materiales este factor se tiene en cuenta a la hora de los cálculos y el diseño, y se comprueba con ensayos en laboratorio que verifiquen que nuestras premisas se cumplen; eso nos permite predecir de una manera fiable el comportamiento a fatiga de nuestra pieza o prototipo, así como su vida útil.

Este vídeo de AIRBUS nos permite hacernos una idea de uno de esos test a los que someten a sus aparatos antes de ponerlos en vuelo:

Una vez puesta en servicio la máquina, un riguroso programa de mantenimiento unido a una inspección de manera periódica son imprescindibles para asegurar su vida útil y anticiparse a problemas prematuros.

¿Pero qué ocurre con las personas? Tal vez también sean necesarios inspección y mantenimiento para que nuestra fatiga no llegue a fractura: deberíamos pararnos a pensar si la acumulación de estrés, decepciones, frustraciones y preocupaciones nos estarán conduciendo a un fallo por fatiga. Entrábamos en el Siglo XXI con una buena perspectiva y en dos décadas hemos padecido crisis financieras, empresariales, laborales… y desde hace un año una pandemia mundial que acumula ya casi 2 millones de fallecidos (registrados) y secuelas terribles a nivel económico y social. A todos nos afecta, en mayor o menor medida porque todos somos distintos, pero conozco mucha gente que lo está pasando especialmente mal.

¿Qué podemos hacer? No lo sé, pero quizás debamos ser conscientes de que la vida transcurre y que no se va a parar aquí, olvidarnos de hacer planes a largo plazo y disfrutar en este momento de quienes están con nosotros y de lo que tenemos a nuestra disposición, que –aunque nos parezca escaso- suele ser abundante. Siempre hemos salido adelante, y seguiremos haciéndolo porque en nuestra mano estará adaptarnos a nuevas reglas, a nuevos escenarios, a nuevas condiciones.

Precisamente hoy hace un año que nos dejó un buen amigo, al que en más de una ocasión le escuché este poema de Calderón, sobre todo cuando bromeábamos sobre alguna situación compeja:

Cuentan de un sabio que un día
tan pobre y mísero estaba,
que sólo se sustentaba
de unas hierbas que cogía.
¿Habrá otro, entre sí decía,
más pobre y triste que yo?;
y cuando el rostro volvió
halló la respuesta, viendo
que otro sabio iba cogiendo
las hierbas que él arrojó.

Quejoso de mi fortuna
yo en este mundo vivía,
y cuando entre mí decía:
¿habrá otra persona alguna
de suerte más importuna?
Piadoso me has respondido.
Pues, volviendo a mi sentido,
hallo que las penas mías,
para hacerlas tú alegrías,
las hubieras recogido.

Siendo consciente de la delicada y compleja situación que nos ha tocado en suerte en este momento, deberíamos reflexionar y pensar en las posibilidades que tenemos por delante, hacer de la necesidad virtud y aprovechar al máximo todo lo que la situación nos permita.

Para terminar, y volviendo a los materiales, uno de los casos con el que se suele ejemplificar la rotura por fatiga es el caso del Boeing-737 de Aloha Airlines, del que he encontrado estos interesantes vídeos:

Si ustedes padecen de aerofobia es posible que no lo pasen bien viendo el vídeo, y que a partir de ahora miren con recelo los remaches y paneles del avión cada vez que tengan que volar, pero yo prefiero pensar que este accidente es una pequeña muestra de que si una estructura es sólida no hay fatiga ni negligencia que pueda con ella. La rotura del avión se origina por una falta de atención a las recomendaciones del fabricante, además de un mantenimiento mejorable y una pobre inspección… y a pesar de todo el avión no se rompe y su tripulación consigue hacerlo aterrizar lamentando sólo una víctima mortal.

Esta entrada ha sido publicada en Ciencia, Sin categoría, Sociedad, Técnico y etiquetada como . Guarda el enlace permanente.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.

Este sitio usa Akismet para reducir el spam. Aprende cómo se procesan los datos de tus comentarios.