Tracción y Comprensión

1. Tracción
En el cálculo de estructuras e ingeniería se denomina tracción al esfuerzo interno a que está sometido
un cuerpo por la aplicación de dos fuerzas que actúan en sentido opuesto, y tienden a estirarlo.
Lógicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier sección perpendicular a dichas fuerzas
son normales a esa sección, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.
El ensayo de tracción de un material consiste en someter a una probeta normalizada a un esfuerzo
axial de tracción creciente hasta que se produce la rotura de la probeta. Este ensayo mide la resistencia
de un material a una fuerza estática o aplicada lentamente. Las velocidades de deformación en un
ensayo de tensión suelen ser muy pequeñas (ε = 10–4 a 10–2 s–1).
Probeta de cobre durante el ensayo de tracción.
Probeta de cobre fracturada después del ensayo de tracción.

2. En un ensayo de tracción pueden determinarse diversas
características de los materiales elásticos:
Módulo de elasticidad o Módulo de Young, que cuantifica la proporcionalidad anterior. Es el resultado
de dividir la tensión por la deformación unitaria, dentro de la región elástica de un diagrama esfuerzo-
deformación.
Coeficiente de Poisson, que cuantifica la razón entre el alargamiento longitudinal y el acortamiento de
las longitudes transversales a la dirección de la fuerza.
Límite de proporcionalidad: valor de la tensión por debajo de la cual el alargamiento es proporcional a
la carga aplicada.
Límite de fluencia o límite elástico aparente: valor de la tensión que soporta la probeta en el momento
de producirse el fenómeno de la cedencia o fluencia. Este fenómeno tiene lugar en la zona de
transición entre las deformaciones elásticas y plásticas y se caracteriza por un rápido incremento de la
deformación sin aumento apreciable de la carga aplicada.
Límite elástico (límite elástico convencional o práctico): valor de la tensión a la que se produce un
alargamiento prefijado de antemano (0,2%, 0,1%, etc.) en función del extensómetro empleado. Es la
máxima tensión aplicable sin que se produzcan deformaciones permanentes en el material.
Carga de rotura o resistencia a tracción: carga máxima resistida por la probeta dividida por la sección
inicial de la probeta.
Alargamiento de rotura: incremento de longitud que ha sufrido la probeta. Se mide entre dos puntos
cuya posición está normalizada y se expresa en tanto por ciento.
Estricción: es la reducción de la sección que se produce en la zona de la rotura.
Normalmente, el límite de proporcionalidad no suele determinarse ya que carece de interés para los
cálculos. Tampoco se calcula el Módulo de Young, ya que éste es característico del material; así, todos
los aceros tienen el mismo módulo de elasticidad aunque sus resistencias puedan ser muy diferentes.

3. Los datos obtenidos en el ensayo deben ser suficientes para determinar esas propiedades, y otras que
se pueden determinar con base en ellas. Por ejemplo, la ductilidad se puede obtener a partir del
alargamiento y de la reducción de área.
Estos efectos también los podemos comprobar cuando estiramos una gomilla:
Está sometida a tracción en toda su longitud. Si observamos, también podremos comprobar que se
hace más delgada, debido a que en su sección está sometida a fuerzas de compresión.
COMPRESIÓN
Las fuerzas que pueden hacer que una barra se aplaste o comprima se llaman fuerzas de compresión.
Hace que se aproximen las distintas partículas de un material, tendiendo a producir acortamientos o
aplastamientos. Cuando colocamos una estatua sobre su pedestal, sometemos ese pedestal a un
esfuerzo de compresión, con lo que tiende a disminuir su altura.
Estructuras sometidas a tracción y comprensión
CABLES
La elevada resistencia a la tracción del acero, combinada con la eficiencia de la tracción simple, hace
del cable de acero el elemento ideal en las estructuras para cubrir grandes distancias. Son flexibles
debido a sus dimensiones transversales pequeñas, en relación con la longitud. La flexibilidad indica una
limitada resistencia a la flexión.
Las tensiones de tracción son inversamente proporcionales a la flecha: si ésta disminuye a la mitad, la
tensión del cable se duplica y, en consecuencia, se duplica el empuje transversal en los soportes. La
eficiencia excepcional de los cables de acero aconseja su uso en la construcción de grandes techos,
permitiendo soluciones ingeniosas. La flecha más económica o más óptima para una distancia
horizontal entre soportes, es igual a la mitad de esa distancia y corresponde a una configuración
simétrica.

4. Si la carga se desplaza del punto medio, cambia la forma del cable y éste se acomoda transferir la carga
por medio de tramos rectos de distintas inclinaciones.
POLIGONO FUNICULAR
Cuando aumenta el número de cargas, el polígono funicular toma un número creciente de lados más
pequeños y se aproxima a una curva uniforme.
Cuando el número de cargas se hace infinito el polígono se convierte en curva funicular y
posteriormente a una parábola, donde su flecha óptima es igual a una tercera parte de su luz. Si las
cargas se distribuyen a lo largo del cable, y no horizontalmente, la curva funicular se llama catenaria.