Por Dr. Rumualdo Servín Castañeda
Catedrático Investigador UAdeC/FIME UN
La capacidad de soportar carga sin romperse, la resistencia al rayado o perforación, la capacidad para deformarse o ser deformados y recuperar su forma original, son algunas de las propiedades mecánicas de los materiales. Las propiedades mecánicas de los materiales definen su comportamiento frente a fuerzas externas. Las propiedades mecánicas más importantes se pueden clasificar de acuerdo con la siguiente lista:
Resistencia: Capacidad para soportar esfuerzos (tracción, compresión, flexión) sin deformarse permanentemente ni romperse.
Dureza: Oposición a ser rayado, cortado o penetrado
Elasticidad: Propiedad de un metal para recuperar su forma y dimensiones originales una vez que cesa la fuerza que lo deformaba.
Plasticidad: Capacidad opuesta a la elasticidad; permite al metal sufrir deformaciones permanentes sin llegar a la rotura.
Ductilidad: Facilidad de un material metálico para deformarse plásticamente y estirarse en forma de hilos o alambre.
Maleabilidad: Aptitud del metal para deformarse plásticamente y extenderse en láminas delgadas mediante golpes o laminado.
Tenacidad: Resistencia a la rotura por impactos o choques bruscos.
Fragilidad: Tendencia del metal a romperse fácilmente al ser golpeado, mostrando una baja o nula deformación
Estas características son evaluadas en la ingeniería utilizando ensayos destructivos y no destructivos, como las pruebas de tracción, el ensayo de impacto Charpy o las pruebas de dureza. La dureza es la propiedad mecánica más importante de un material cuando lo que estamos buscando es resistencia al desgaste, sin embargo, un material duro es muy frágil y se va a romper fácilmente cuando se expone a un golpe porque es muy frágil. El material natural más duro que existe en la Tierra es el diamante, el cual ocupa el primer lugar en la Escala de Mohs con una puntuación perfecta de 10. Su dureza se debe a una estructura molecular tridimensional perfecta donde cada átomo de carbono se une fuertemente a otros cuatro. Para que tengas una idea de las durezas según la escala de Mohs, el diamante tiene una puntuación de 10 mientras que un acero templado puede oscilar entre 7 y 8.
Existen dos tipos de diamantes, la Gema de origen natural extraído de la tierra, es muy resistente a la mayoría de los productos químicos y presenta la mayor conductividad térmica de todos los materiales naturales conocidos. Por otro lado, también tiene propiedades ópticas muy destacadas, entre ellas un elevado índice de refracción, una fuerte dispersión de la luz y un brillo adamantino característico por su belleza estética; y el diamante industrial, el cual es un material sintético, hecho en laboratorios con reactores de alta presión, tienen impurezas, colores oscuros (negros, amarillos o grises) y fallas estructurales que los hacen visualmente feos, pero su dureza sigue intacta.
Las aplicaciones más importantes en la industria y la tecnología se dividen en cuatro áreas principales: Herramientas de Corte y Perforación, Componentes Electrónicos de Alta Potencia, Óptica Avanzada y Láseres, Recubrimientos Anti-desgaste. El diamante también es utilizado en la cirugía médica, su uso se centra en la capacidad para realizar cortes ultraprecisos y limpios, reduciendo el daño celular. Al igual que en la industria, se utilizan diamantes sintéticos pulidos con precisión microscópica, lo que permite crear herramientas mucho más afiladas que las de acero o titanio.
En resumen: para rayar o maquinar el acero se utiliza el diamante industrial porque es infinitamente más barato, pero una joya preciosa haría exactamente el mismo trabajo científicamente, si quieres comprobarlo puedes invertir unos cuantos miles de dólares o seguirnos en los artículos de divulgación de la ciencia por este medio.
