La ductilidad es una característica que unos materiales tienen y otros no.
Sometidos a una carga los materiales dúctiles reaccionan así:
En su tramo elástico, reaccionan ante una carga deformándose (cuanta más carga más deformación), y si cesa la carga recuperan su estado original.
Pero a partir de cierta carga, el llamado punto de fluencia, límite elástico, yield strength o yield point, el material ya no recupera y permanece deformado aunque la carga ya haya cesado.
Si la carga sigue aumentando hasta la carga de rotura (tensile strength o ultimate tensile strength) el material fracturará definitivamente.
En los materiales de rotura frágil, hasta que se alcanza la carga de rotura, el material siempre recupera, como los ductiles en su fase elástica, y cuando se alcanza, se produce la fractura directamente, con poca o ninguna deformación.
La tenacidad (thoughness) es una característica de los materiales que nos mide el trabajo realizado hasta que se realiza la rotura y es el área de debajo de la curva esfuerzo-deformación:
Hay que tener en cuenta que si la pendiente de la curva esfuerzo-deformación es muy pronunciada, con mucha carga hay poca deformación; y si es suave, con poca carga ya hay bastante deformación. Esto viene definido por el módulo de elasticidad, o módulo de Young, e interviene en la tenacidad de un material, tal vez un material se deforme más y requiera más trabajo para llegar a su rotura, como por ejemplo las gomas.
Este es un cuadro de las tenacidades de los distintos grupos de materiales:
Con estos antecedentes, tenemos en primer lugar que un barco se diseña para unos esfuerzos concretos, los de la navegación, de las tensiones producidas por su aparejo y mantenerlo con la adecuada tensión y las producidas por la presión estática y dinámica del agua.
Para ello buscaremos que el material no soporte nunca esfuerzos superiores a un límite, que llamaremos carga de trabajo y que exista un coeficiente importante de seguridad hasta su límite elástico (no queremos tampoco navegar con un barco que se deforme por los propios esfuerzos de navegación). Para obtener estos esfuerzos de trabajo, con un material de menor límite elástico deberemos usar mayores espesores.
¿Que pasa si los esfuerzos que aparecen son superiores a la carga de trabajo de diseño, por ejemplo en una varada en un arrecife?..
Yo opino que puede pasar de todo, nadie te dice que los esfuerzos a que se vea sometido ese casco se van a quedar exactamente entre el punto de fluencia y la carga de rotura, que el barco se va a abollar y no romper por estar construido con un material ductil.
No se puede diseñar un barco para que resista una varada, no tiene sentido. Lo que si se puede hacer es diseñar un barco que tenga unos coeficientes de seguridad altos, o sea, diseñarlo para que pueda resistir esfuerzos mucho mayores que los de los normales de trabajo, y eso se hace aumentando grosores y refuerzos. Y ahí es donde opino que la madera tiene mucha ventaja, porque puedes obtener resistencias altas con muy poco peso. Digamos que si en el ejemplo de la viga del primer post, utilizamos los 51 Kgs/m de la barra de acero en aumentar el grosor de la de madera, tendríamos para utilizar 6 vigas de madera, o sea, para aumentar seis veces la resistencia.....
Y con respecto a la tenacidad y a la dureza, otro concepto relacionado, la madera-epoxi se puede complementar con capas extra de kevlar o dyneema, hasta alcanzar las características de los metales, y por una fracción de su peso. (recordemos que el peso también nos va a influír en el precio, un barco más pesado necesita más velas, más winches, más motor, más anclas.., el equipo reperesenta los 2/3 del precio del barco).
Seguiremos...
