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Medición de dureza
La dureza es una magnitud de control de calidad un tanto peculiar, y conviene entender por qué antes de comprar cualquier instrumento para medirla: no existe una sola «dureza», como sí existe una sola longitud o un solo peso. Todo depende del ensayo que se utilice. Presionar un indentador puntiagudo contra el caucho da un tipo de dureza; hacer rebotar un pequeño percutor sobre el acero da otro muy distinto, y ambos valores no son comparables. Por eso la primera decisión no es qué instrumento comprar, sino qué método se ajusta al material que tiene delante, porque es el método el que define el valor.
De ahí que el ensayo de dureza aparezca casi en cualquier sitio donde haya que confirmar rápidamente el estado de un material: al inspeccionar material entrante de caucho, acero o composite, al vigilar una línea de producción o al comprobar una pieza que ya está en servicio. Es rápido, apenas requiere preparación y casi siempre deja la pieza utilizable, y por eso se recurre a él mucho más que a los lentos ensayos de laboratorio. Ahora bien, ningún instrumento cubre todo el rango: uno pensado para caucho blando no sirve para el acero templado. Defina qué va a ensayar y dónde, y el método adecuado se deduce solo.
Índice de contenidos – Medición de dureza:
1. Por qué el método define el valor
La dureza no se puede expresar en unidades básicas, como sí ocurre con la fuerza o la longitud. La define el propio ensayo: la forma del indentador, la presión que ejerce y durante cuánto tiempo, y qué magnitud registra el instrumento como respuesta. Por eso una lectura Shore, un valor de rebote Leeb y una profundidad Barcol reciben todas el nombre de «dureza» y, sin embargo, no admiten una conversión directa entre sí. Detrás de ellas conviven dos familias de ensayo. Los métodos de indentación (Shore, IRHD, Barcol) presionan una punta definida contra la superficie y miden la huella que deja. Los métodos de rebote (Leeb) lanzan un pequeño cuerpo de impacto contra la superficie y comparan la velocidad con la que vuelve frente a la que llevaba al llegar. Los ensayos de lápiz y de rayado sobre recubrimientos son ya otra cuestión, que corresponde al ámbito de los recubrimientos y no a la dureza del material base. La conclusión práctica es sencilla: un valor de dureza solo significa algo cuando se anota junto con el método y la escala que lo produjeron.
2. ¿Qué material va a ensayar?
Ajuste el método al material; cada familia de materiales tiene el suyo. Para caucho y plásticos flexibles, la Dureza Shore cubre el ensayo con durómetro en las escalas Shore A, D y OO, el ensayo cotidiano del caucho en producción. Cuando un laboratorio necesita un control más estricto que el de un durómetro de mano, la Dureza del caucho (IRHD) aplica una bola de peso muerto sobre esos mismos materiales para eliminar del resultado la presión del operario. Para plásticos rígidos y composites reforzados con fibra, la Dureza Barcol confirma el estado de curado en trabajos aeroespaciales, navales y de energía eólica. Para metales, la Dureza de metales abarca el ensayo portátil de rebote Leeb y las conversiones a Rockwell, Vickers y Brinell en las que se apoya el trabajo de campo. Como base de todos ellos, Calibración y normas de dureza reúne la verificación, los bloques de ensayo y la trazabilidad que mantienen fiable cualquier lectura. La dureza asociada a recubrimientos — ensayos de lápiz y de rayado — queda aparte, en Dureza de recubrimientos, dentro de Inspección de recubrimientos.
Con el método ya ajustado al material, la elección del instrumento se concreta en la guía de selección para la medición de dureza.
3. Normas para los distintos métodos de dureza
Como cada método es un ensayo en sí mismo, cada uno responde a su propia norma. El ensayo Shore con durómetro sigue las normas ASTM D2240 e ISO 868. El ensayo IRHD del caucho está normalizado por ISO 48. El ensayo Barcol de composites rígidos se rige por ASTM D2583. El ensayo portátil de rebote Leeb responde a ASTM A956 e ISO 16859. La verificación y la trazabilidad que mantienen fiables a todos ellos — los bloques de ensayo de referencia, los intervalos de calibración, las tablas de conversión — se detallan por completo en Calibración y normas de dureza. El hábito que más importa en la práctica es anotar la norma y la escala junto al valor: sin ellas, un valor de dureza no puede comprobarse, convertirse ni darse por fiable más adelante.
4. Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la diferencia entre la dureza Shore y la IRHD?
2. ¿Pueden convertirse los valores de dureza entre distintas escalas?
3. ¿Cómo afecta la temperatura a las lecturas de dureza?
4. ¿Es el ensayo de dureza realmente no destructivo?
5. Glosario
| Dureza Barcol | Escala de dureza para plásticos rígidos y composites, determinada por la profundidad de penetración de un indentador puntiagudo accionado por resorte en condiciones normalizadas. |
| Durómetro | Instrumento que mide la dureza por indentación de elastómeros y plásticos presionando un indentador accionado por resorte contra la superficie y leyendo la profundidad de penetración en una escala graduada. |
| Indentador | Punta de forma precisa (cono, bola, varilla plana) que se presiona contra la superficie del material durante un ensayo de dureza para crear la huella de la que se deriva la dureza. |
| IRHD | Grados internacionales de dureza del caucho (International Rubber Hardness Degrees); escala de dureza para caucho basada en la indentación con bola bajo carga de peso muerto, concebida para reducir la variabilidad del operario. |
| Dureza Leeb | Método de dureza por rebote en el que un cuerpo de impacto accionado por resorte golpea la superficie y se mide la relación entre la velocidad de rebote y la de impacto, expresada como HL con un sufijo que indica el dispositivo de impacto. |
| Dureza Shore | Escala de dureza por indentación para elastómeros y plásticos, medida presionando un indentador de geometría definida accionado por resorte contra la superficie del material y leyendo la profundidad de penetración. |
| Bloque de ensayo | Probeta de referencia certificada de dureza conocida, empleada para verificar y calibrar los instrumentos de ensayo de dureza. |
| Trazabilidad | Cadena ininterrumpida de comparaciones documentadas que vincula un resultado de medición con un patrón de referencia reconocido, mantenida habitualmente por un instituto nacional de metrología. |
| Viscoelasticidad | Propiedad de los materiales que presentan comportamiento tanto viscoso (dependiente del tiempo) como elástico (instantáneo) al deformarse, lo que hace que las lecturas de dureza varíen con la duración de la carga. |
