b'\n_START_ARTICLE_\nFatiga de materiales\n_START_SECTION_\nCurva S-N\n_START_PARAGRAPH_\nLa curva s-n, tambi\xc3\xa9n llamada curva de W\xc3\xb6hler,  se obtienen a trav\xc3\xa9s de una serie de ensayos donde una probeta del material se somete a tensiones c\xc3\xadclicas con una amplitud m\xc3\xa1xima relativamente grande (aproximadamente 2/3 de la resistencia est\xc3\xa1tica a tracci\xc3\xb3n). Se cuentan los ciclos hasta rotura. Este procedimiento se repite en otras probetas a amplitudes m\xc3\xa1ximas decrecientes._NEWLINE_Los resultados se representan en un diagrama de tensi\xc3\xb3n, S, frente al logaritmo del n\xc3\xbamero N de ciclos hasta la rotura para cada una de las probetas. Los valores de S se toman normalmente como amplitudes de la tensi\xc3\xb3n ._NEWLINE_Se pueden obtener dos tipos de curvas S-N. A mayor tensi\xc3\xb3n, menor n\xc3\xbamero de ciclos hasta rotura. En algunas aleaciones f\xc3\xa9rreas y en aleaciones de titanio, la curva S-N se hace horizontal para valores grandes de N, es decir, existe una tensi\xc3\xb3n l\xc3\xadmite, denominada l\xc3\xadmite de fatiga, por debajo del cual la rotura por fatiga no ocurrir\xc3\xa1._NEWLINE_Suele decirse, de manera muy superficial, que muchas de las aleaciones no f\xc3\xa9rreas (aluminio, cobre, magnesio, etc.) no tienen un l\xc3\xadmite de fatiga, dado que la curva S-N contin\xc3\xbaa decreciendo al aumentar N. Seg\xc3\xban esto, la rotura por fatiga ocurrir\xc3\xa1 independientemente de la magnitud de la tensi\xc3\xb3n m\xc3\xa1xima aplicada, y por tanto, para estos materiales, la respuesta a fatiga se especificar\xc3\xada mediante la resistencia a la fatiga que se define como el nivel de tensi\xc3\xb3n que produce la rotura despu\xc3\xa9s de un determinado n\xc3\xbamero de ciclos. Sin embargo, esto no es exacto: es ingenuo creer que un material se romper\xc3\xa1 al cabo de tantos ciclos, no importa c\xc3\xbaan rid\xc3\xadculamente peque\xc3\xb1a sea la tensi\xc3\xb3n presente._NEWLINE_En rigor, todo material cristalino (metales,...) presenta un l\xc3\xadmite de fatiga. Ocurre que para materiales como la mayor\xc3\xada de los f\xc3\xa9rricos, dicho l\xc3\xadmite suele situarse en el entorno del mill\xc3\xb3n de ciclos (para ensayos de probeta rotatoria), para tensiones internas que rondan 0,7-0,45 veces el l\xc3\xadmite el\xc3\xa1stico del material; mientras que para aquellos que se dicen sin l\xc3\xadmite de fatiga, como el aluminio, se da incluso para tensiones muy bajas (en el alumnio, de 0,1-0,2 veces dicho l\xc3\xadmite), y aparece a ciclos muy elevados (en el aluminio puede alcanzar los mil millones de ciclos; en el titanio pueden ser, seg\xc3\xban aleaciones, cien millones de ciclos o incluso, excepcionalmente el bill\xc3\xb3n de ciclos). Como en general no se dise\xc3\xb1an m\xc3\xa1quinas ni elementos de manera que las m\xc3\xa1ximas tensiones sean de 0,1-0,2 veces el l\xc3\xadmite el\xc3\xa1stico del material, pues en ese caso se estar\xc3\xadan desaprovechando buena parte de las capacidades mec\xc3\xa1nicas del material, y como tampoco se suele dise\xc3\xb1ar asumiendo valores de vida por encima del mill\xc3\xb3n de ciclos, en la pr\xc3\xa1ctica este tipo de materiales no van a poder presentar su l\xc3\xadmite de fatiga, aunque s\xc3\xad lo tienen. _NEWLINE_Esta confusi\xc3\xb3n surge de la propia naturaleza de las curvas S-N de W\xc3\xb6hler, que fueron concebidas en el siglo XIX para los aceros. Al ampliarse el tipo de materiales met\xc3\xa1licos usuales en ingenier\xc3\xada, los mismos conceptos y las mismas curvas se trasladaron a otros metales cuyo comportamiento a fatiga es esencialmente diferente (de hecho, es una caracter\xc3\xadstica propia de la fatiga la gran variabilidad de comportamientos que presenta en los distintos tipos de materiales). Y como quiera que el acero ha sido y es la piedra angular de la ingenier\xc3\xada, interesaba comparar las propiedades de los dem\xc3\xa1s metales con respecto al mismo: es y era com\xc3\xban que, al ensayar materiales, los ensayos se suspendieran una vez superado el mill\xc3\xb3n de ciclos, considerando que no interesaba caracterizar materiales por encima de ese l\xc3\xadmite temporal._NEWLINE_Otro par\xc3\xa1metro importante que caracteriza el comportamiento a fatiga de un material es la vida a fatiga Nf. Es el n\xc3\xbamero de ciclos para producir una rotura a un nivel especificado de tensiones._NEWLINE_Adem\xc3\xa1s, el conocimiento del comportamiento a fatiga no es igual en todos los materiales: el material mejor conocido, m\xc3\xa1s ensayado y m\xc3\xa1s fiable en cuanto a predicciones a fatiga es la familia de los aceros. De otros materiales met\xc3\xa1licos de uso com\xc3\xban como el aluminio, el titanio, aleaciones de cobre, n\xc3\xadquel, magnesio o cromo, se dispone de menos informaci\xc3\xb3n (decreciente esta con la novedad de la aleaci\xc3\xb3n), aunque la forma de los criterios de c\xc3\xa1lculo a fatiga y de las curvas S-N parece regular, y es parecida a la de los de los aceros, y se considera que su fiabilidad es alta. Para materiales cer\xc3\xa1micos, por el contrario, se dispone de muy poca informaci\xc3\xb3n, y de hecho, el estudio de la fatiga en ellos y en pol\xc3\xadmeros y materiales compuestos es un tema de candente investigaci\xc3\xb3n actual. _NEWLINE_En todo caso, existe una diferencia notable entre la teor\xc3\xada y la realidad. Esto conduce a incertidumbres significativas en el dise\xc3\xb1o cuando la vida a fatiga o el l\xc3\xadmite de fatiga son considerados. La dispersi\xc3\xb3n en los resultados es una consecuencia de la sensibilidad de la fatiga a varios par\xc3\xa1metros del ensayo y del material que son imposibles de controlar de forma precisa. Estos par\xc3\xa1metros incluyen la fabricaci\xc3\xb3n de las probetas y la preparaci\xc3\xb3n de las superficies, variables metal\xc3\xbargicas, alineamiento de la probeta en el equipo de ensayos, tensi\xc3\xb3n media y frecuencia de carga del ensayo._NEWLINE_Aproximadamente la mitad de las probetas ensayadas se rompen a niveles de tensi\xc3\xb3n que est\xc3\xa1n cerca del 25% por debajo de la curva. Esto suele asociarse a la presencia de fuentes de concentraci\xc3\xb3n de tensiones internas, tales como defectos, impurezas, entallas, ralladuras,..., que han permanecido indetectadas._NEWLINE_Se han desarrollado t\xc3\xa9cnicas estad\xc3\xadsticas y se han utilizado para manejar este fallo en t\xc3\xa9rminos de probabilidades. Una manera adecuada de presentar los resultados tratados de esta manera es con una serie de curvas de probabilidad constante._NEWLINE_Fatiga de bajo n\xc3\xbamero de ciclos (oligofatiga) <  ciclos. _NEWLINE_Fatiga de alto n\xc3\xbamero de ciclos >  ciclos.\n_START_SECTION_\nInicio y propagaci\xc3\xb3n de la grieta\n_START_PARAGRAPH_\nEl proceso de rotura por fatiga se desarrolla a partir del inicio de la grieta y se contin\xc3\xbaa con su propagaci\xc3\xb3n y la rotura final.\n_START_SECTION_\nInicio\n_START_PARAGRAPH_\nLas grietas que originan la rotura o fractura casi siempre nuclean sobre la superficie en un punto donde existen concentraciones de tensi\xc3\xb3n (originadas por dise\xc3\xb1o o acabados, ver Factores)._NEWLINE_Las cargas c\xc3\xadclicas pueden producir discontinuidades superficiales microsc\xc3\xb3picas a partir de escalones producidos por deslizamiento de dislocaciones, los cuales actuar\xc3\xa1n como concentradores de la tensi\xc3\xb3n y, por tanto, como lugares de nucleaci\xc3\xb3n de grietas.\n_START_SECTION_\nRotura\n_START_PARAGRAPH_\nAl mismo tiempo que la grieta aumenta en anchura, el extremo avanza por continua deformaci\xc3\xb3n por cizalladura hasta que alcanza una configuraci\xc3\xb3n enromada. Se alcanza una dimensi\xc3\xb3n cr\xc3\xadtica de la grieta y se produce la rotura._NEWLINE_La regi\xc3\xb3n de una superficie de fractura que se form\xc3\xb3 durante la etapa II de propagaci\xc3\xb3n puede caracterizarse por dos tipos de marcas, denominadas marcas de playa y estr\xc3\xadas. Ambas indican la posici\xc3\xb3n del extremo de la grieta en diferentes instantes y tienen el aspecto de crestas conc\xc3\xa9ntricas que se expanden desde los puntos de iniciaci\xc3\xb3n. Las marcas de playa son macrosc\xc3\xb3picas y pueden verse a simple vista._NEWLINE_Las marcas de playa y estr\xc3\xadas no aparecen en roturas r\xc3\xa1pidas.\n_START_SECTION_\nFactores que intervienen\n_START_PARAGRAPH_\nSon diversos los factores que intervienen en un proceso de rotura por fatiga aparte de las tensiones aplicadas. As\xc3\xad pues, el dise\xc3\xb1o, tratamiento superficial y endurecimiento superficial pueden tener una importancia relativa.\n_START_SECTION_\nDise\xc3\xb1o\n_START_PARAGRAPH_\nEl dise\xc3\xb1o tiene una influencia grande en la rotura de fatiga. Cualquier discontinuidad geom\xc3\xa9trica act\xc3\xbaa como concentradora de tensiones y es por donde puede nuclear la grieta de fatiga. Cuanto m\xc3\xa1s aguda es la discontinuidad, m\xc3\xa1s severa es la concentraci\xc3\xb3n de tensiones. _NEWLINE_La probabilidad de rotura por fatiga puede ser reducida evitando estas irregularidades estructurales, o sea, realizando modificaciones en el dise\xc3\xb1o, eliminando cambios bruscos en el contorno que conduzcan a cantos vivos, por ejemplo, exigiendo superficies redondeadas con radios de curvatura mayores._NEWLINE_Las dimensiones de la pieza tambi\xc3\xa9n influyen, aumentando el tama\xc3\xb1o de la misma obtenemos una reducci\xc3\xb3n en el l\xc3\xadmite de fatiga.\n_START_SECTION_\nTratamientos superficiales\n_START_PARAGRAPH_\nEn las operaciones de mecanizado, se producen peque\xc3\xb1as rayas y surcos en la superficie de la pieza por acci\xc3\xb3n del corte. Estas marcas limitan la vida a fatiga pues son peque\xc3\xb1as grietas las cuales son mucho m\xc3\xa1s f\xc3\xa1ciles de aumentar. Mejorando el acabado superficial mediante pulido aumenta la vida a fatiga._NEWLINE_Uno de los m\xc3\xa9todos m\xc3\xa1s efectivos de aumentar el rendimiento es mediante esfuerzos residuales de compresi\xc3\xb3n dentro de una capa delgada superficial. Cualquier tensi\xc3\xb3n externa de tracci\xc3\xb3n es parcialmente contrarrestada y reducida en magnitud por el esfuerzo residual de compresi\xc3\xb3n. El efecto neto es que la probabilidad de nucleaci\xc3\xb3n de la grieta, y por tanto de rotura por fatiga se reduce. _NEWLINE_Este proceso se llama \xc2\xabgranallado\xc2\xbb o \xc2\xabperdigonado\xc2\xbb. Part\xc3\xadculas peque\xc3\xb1as y duras con di\xc3\xa1metros del intervalo de 0,1 a 1,0 mm son proyectadas a altas velocidades sobre la superficie a tratar. Esta deformaci\xc3\xb3n induce tensiones residuales de compresi\xc3\xb3n.\n_START_SECTION_\nEndurecimiento superficial\n_START_PARAGRAPH_\nEs una t\xc3\xa9cnica por la cual se aumenta tanto la dureza superficial como la vida a fatiga de los aceros aleados. Esto se lleva a cabo mediante procesos de carburaci\xc3\xb3n y nitruraci\xc3\xb3n, en los cuales un componente es expuesto a una atm\xc3\xb3sfera rica en carbono o en nitr\xc3\xb3geno a temperaturas elevadas. Una capa superficial rica en carbono en nitr\xc3\xb3geno es introducida por difusi\xc3\xb3n at\xc3\xb3mica a partir de la fase gaseosa. Esta capa es normalmente de 1mm de profundidad y es m\xc3\xa1s dura que el material del n\xc3\xbacleo. La mejora en las propiedades de fatiga proviene del aumento de dureza dentro de la capa, as\xc3\xad como de las tensiones residuales de compresi\xc3\xb3n que se originan en el proceso de cementaci\xc3\xb3n y nitruraci\xc3\xb3n.\n_START_SECTION_\nInfluencia del medio\n_START_PARAGRAPH_\nEl medio puede afectar el comportamiento a fatiga de los materiales. Hay dos tipos de fatiga por el medio: fatiga t\xc3\xa9rmica y fatiga con corrosi\xc3\xb3n.\n_START_SECTION_\nFatiga t\xc3\xa9rmica\n_START_PARAGRAPH_\nLa fatiga t\xc3\xa9rmica se induce normalmente a temperaturas elevadas debido a tensiones t\xc3\xa9rmicas fluctuantes; no es necesario que est\xc3\xa9n presentes tensiones mec\xc3\xa1nicas de origen externo. La causa de estas tensiones t\xc3\xa9rmicas es la restricci\xc3\xb3n a la dilataci\xc3\xb3n y o contracci\xc3\xb3n que normalmente ocurren en piezas estructurales sometidas a variaciones de temperatura. La magnitud de la tensi\xc3\xb3n t\xc3\xa9rmica resultante debido a un cambio de temperatura depende del coeficiente de dilataci\xc3\xb3n t\xc3\xa9rmica y del m\xc3\xb3dulo de elasticidad. Se rige por la siguiente expresi\xc3\xb3n:\n_START_SECTION_\nFatiga est\xc3\xa1tica (corrosi\xc3\xb3n-fatiga)\n_START_PARAGRAPH_\nLa fatiga con corrosi\xc3\xb3n ocurre por acci\xc3\xb3n de una tensi\xc3\xb3n c\xc3\xadclica y ataque qu\xc3\xadmico simult\xc3\xa1neo. L\xc3\xb3gicamente los medios corrosivos tienen una influencia negativa y reducen la vida a fatiga, incluso la atm\xc3\xb3sfera normal afecta a algunos materiales. A consecuencia pueden producirse peque\xc3\xb1as fisuras o picaduras que se comportar\xc3\xa1n como concentradoras de tensiones originando grietas. La de propagaci\xc3\xb3n tambi\xc3\xa9n aumenta en el medio corrosivo puesto que el medio corrosivo tambi\xc3\xa9n corroer\xc3\xa1 el interior de la grieta produciendo nuevos concentradores de tensi\xc3\xb3n.'