Los ensayos de compresión son uno de los tipos más fundamentales de pruebas mecánicas, junto con las pruebas de tracción y flexión. Los ensayos de compresión se utilizan para determinar el comportamiento de un material bajo cargas de aplastamiento aplicadas y, por lo general, se realizan aplicando presión de compresión a una muestra de prueba (generalmente de geometría cúbica o cilíndrica) utilizando placas o accesorios especializados en una maquina universal de ensayos. Durante la prueba, varias propiedades del material se calculan y trazan como un diagrama de tensión-deformación que se utiliza para determinar cualidades tales como límite elástico, límite proporcional, punto de deformación, límite de fluencia y, para algunos materiales, resistencia a la compresión.

¿Por qué realizar un ensayo de compresión?

Los ensayos de compresión permiten a los fabricantes evaluar la integridad y seguridad de los materiales, componentes y productos durante varias fases del proceso de fabricación. Para que un material se seleccione para una nueva aplicación o producto, debe demostrar la capacidad de resistir cualquier fuerza mecánica que encuentre en su aplicación de uso final. Las aplicaciones potenciales pueden variar desde pruebas de resistencia del parabrisas de un automóvil hasta pruebas de resistencia de vigas de hormigón utilizadas en la construcción. Los asientos con espuma deben ser cómodos para el consumidor, mientras que los dispositivos de administración de medicamentos deben ser fáciles de implementar para los proveedores médicos. Además, los materiales y productos pueden estar expuestos a fuerzas mecánicas durante periodos de tiempo cortos o largos, mediante un uso cíclico o repetido, y en una amplia variedad de condiciones ambientales y de temperatura diferentes. Se espera que los cojines de los asientos duren un cierto período de tiempo, mientras que los neumáticos automotrices deben mantener su elasticidad en todo tipo de clima. Los materiales que exhiben una alta resistencia a la tracción tienden (¡pero no siempre!) a mostrar una baja resistencia a la compresión. Asimismo, los materiales con alta resistencia a la compresión tienden a mostrar una baja resistencia a la tracción. Por lo tanto, los ensayos de compresión se usan a menudo en materiales frágiles como hormigón, metales, plásticos, cerámica, compuestos y materiales corrugados como el cartón. Estos materiales se utilizan a menudo en una capacidad de carga donde su integridad bajo fuerzas de compresión es crítica. 

A diferencia de las pruebas de tracción, que generalmente se realizan para determinar las propiedades de tracción de un material específico, los ensayos de compresión a menudo se realizan en productos terminados. Elementos comunes como pelotas de tenis, pelotas de golf, botellas de agua, estuches protectores, tuberías de plástico y muebles son ejemplos de productos que deben evaluarse en cuanto a su resistencia a la compresión. Por ejemplo, es posible que un ingeniero desee conservar el plástico creando botellas de agua con paredes más delgadas, pero las botellas aún deben ser lo suficientemente fuertes como para empaquetarlas en palés y apilarlas una encima de la otra para el transporte. Los ensayos de compresión pueden ayudar al ingeniero a ajustar el equilibrio entre la resistencia del producto y la conservación del material.

Además de su importancia para los procesos de I+D, los ensayos de compresión también son utilizados por los departamentos de control de calidad para garantizar que los lotes de producto acabado cumplen las especificaciones requeridas en cuanto a propiedades de compresión. Esto es importante tanto desde el punto de vista de la seguridad como desde el punto de vista empresarial, ya que los productos defectuosos pueden ser peligrosos para el usuario final y también pueden causar daños significativos a los fabricantes en forma de retrasos en los productos, pérdida de facturación y daños a su reputación.

Los ensayos de compresión se realizan en máquinas universales de ensayos, también conocidas como máquinas de ensayo de compresión. Estas máquinas consisten en un marco de columna simple o doble equipado con una célula de carga, software de prueba y platos y accesorios específicos de la aplicación. Las maquinas universales de ensayos vienen en una amplia variedad de capacidades de fuerza que van desde 0,02 N hasta 2000 kN. La mayoría de las pruebas de baja fuerza se realizan en una máquina de mesa como la serie 6800 de Instron, mientras que las aplicaciones de mayor fuerza requieren marcos de modelos de suelo como los que se encuentran en la serie industrial de Instron. Estos sistemas se pueden configurar con diferentes dispositivos para probar cualquier producto, componente o material.

Las máquinas de ensayo de compresión están disponibles en diferentes tamaños y capacidades de fuerza que van desde 0,02 N hasta 2000 kN. La mayoría de los ensayos de baja fuerza se realizan en una máquina electromecánica de una o dos columnas de sobremesa, mientras que las aplicaciones de mayor fuerza requieren bastidores de modelo de suelo. Los sistemas de la serie 6800 de Instron están disponibles en rangos de capacidad de hasta 300 kN y pueden realizar una amplia gama de diferentes tipos de ensayos, incluyendo tracción, compresión, flexión, pelado, desgarro, cizallamiento, fricción, torsión y perforación, entre otros. Los sistemas servohidráulicos de la serie Industrial de Instron están diseñados para realizar ensayos de mayor capacidad en metales de alta resistencia, aleaciones y composites avanzados.

Sistemas de pruebas universales de hasta 300 kN

Sistemas de prueba de modelo de mesa y modelo de suelo de una y dos columnas que tienen un rango de capacidad de fuerza de 0,02 N (2 gf) a 300 kN.

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Sistemas de ensayos universales industriales de hasta 2000 kN

La serie industrial de Instron incluye bastidores con espacios de ensayo simples o dobles y su capacidad de fuerza oscila entre 300 kN y 2000 kN.

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