El alargamiento a la rotura es uno de los parámetros principales en los certificados de ensayo de los materiales. Indica cuánto se deforma plásticamente un material antes de romperse bajo carga y es un parámetro fundamental para evaluar su ductilidad. Para el diseñador es un dato esencial: permite distinguir los materiales que ceden de forma progresiva, con una deformación visible antes de la rotura, de los que se fracturan de manera repentina. Este valor influye en muchas elecciones de diseño, desde la selección de un acero estructural hasta la evaluación de la conformabilidad de una chapa.
En esta guía veremos qué es el alargamiento a la rotura, cómo se mide según las normativas, cuál es la diferencia entre las principales siglas utilizadas (A5, A10, A80mm, Agt) y cuáles son los valores típicos de los materiales más comunes.
El alargamiento a la rotura, indicado con el símbolo A (o A%), es la deformación plástica permanente medida en una probeta después de la rotura durante un ensayo de tracción. Se expresa como porcentaje de la longitud inicial del tramo útil.
En términos prácticos, antes del ensayo se marcan dos referencias en la probeta y se mide la distancia inicial entre ellas. La probeta se somete después a tracción hasta la rotura. En este punto, los dos fragmentos se vuelven a juntar y se mide la nueva distancia entre las mismas referencias. El aumento de longitud, expresado en porcentaje respecto a la longitud inicial, corresponde al alargamiento a la rotura.
La fórmula es:
A = [(Lf −L₀) /L₀] × 100 [%]
donde:
El alargamiento a la rotura no tiene unidad de medida: es una magnitud adimensional, normalmente expresada en porcentaje.
Los dos términos están estrechamente relacionados pero no son sinónimos.
La ductilidad es la capacidad general de un material de deformarse plásticamente antes de romperse. El alargamiento a la rotura, en cambio, es el parámetro numérico que permite cuantificar esta capacidad durante el ensayo de tracción.
Otro indicador importante de la ductilidad es la estricción (Z%), que mide la reducción porcentual de la sección de la probeta en la zona de rotura.
En general, un material con un A% elevado presenta un comportamiento dúctil, porque es capaz de deformarse sensiblemente antes de la fractura. Por el contrario, un material con un A% muy bajo, típicamente inferior al 5%, se considera frágil o poco dúctil, ya que tiende a romperse con una deformación plástica limitada.
La medición está regulada por las normas UNI EN ISO 6892-1 para los materiales metálicos a temperatura ambiente, ISO 6892-2 para los ensayos en caliente e ISO 527 para los polímeros. El procedimiento estándar prevé:
Además de la medición manual después de la rotura, hoy se utilizan cada vez más a menudo extensómetros de contacto o sistemas ópticos, como los videoextensómetros, que registran de forma continua la deformación de la probeta durante el ensayo. Estos instrumentos permiten determinar automáticamente diversos parámetros de alargamiento, entre ellos el alargamiento a la rotura y valores más específicos como Agt (alargamiento total bajo carga máxima).
El alargamiento a la rotura depende de la longitud de medida L₀. A igualdad de material, una probeta con una L₀ más corta tiende a proporcionar un valor de A% más elevado, porque la deformación localizada en la zona de estricción incide en mayor medida sobre la longitud total considerada.
Por este motivo, el valor de alargamiento a la rotura debe indicarse siempre junto con la base de medida utilizada. Las siglas más comunes son:
Los valores de A% medidos con bases de medida diferentes no son directamente comparables. En los pliegos, las fichas técnicas y los certificados de ensayo es, por tanto, necesario especificar siempre la referencia adoptada, por ejemplo A₅ ≥ 22% o A₈₀mm ≥ 18%.
En el certificado de ensayo de un material pueden aparecer diversos parámetros ligados al alargamiento, cada uno referido a una fase específica del ensayo de tracción:
Para evaluar la conformabilidad de las chapas, por ejemplo en operaciones de embutición o plegado, son particularmente importantes los parámetros ligados a la deformación uniforme, como Ag o Au, más que el solo alargamiento a la rotura A. Cuando comienza la estricción, en efecto, la deformación ya no está distribuida de forma homogénea: se concentra en una zona restringida y el material ya está localmente comprometido.
Para las verificaciones estructurales y los requisitos de ductilidad, en cambio, el parámetro a considerar depende de la norma aplicable y del tipo de producto.
A continuación, los valores indicativos de A% para los materiales más comunes en su estado de suministro estándar.
| Material | A% indicativo | Notas |
|---|---|---|
| Acero estructural S235 / S275 | 24-26 | Máxima ductilidad, óptimo para soldaduras |
| Acero S355 | 20-22 | Estándar de estructuras metálicas |
| Acero inoxidable AISI 304 austenítico | 40-60 | Entre los más dúctiles |
| Acero inoxidable AISI 316 austenítico | 40-50 | Similar al 304, más resistente a la corrosión |
| Acero bonificado 42CrMo4 | 12-16 | Compromiso resistencia/ductilidad |
| Fundición gris EN-GJL-250 | < 1 | Típicamente frágil |
| Fundición dúctil EN-GJS-500-7 | 7-10 | Decididamente más dúctil que la gris |
| Aluminio EN AW-6082 T6 | 8-12 | Aleación estructural estándar |
| Aluminio EN AW-5083 H111 | 14-22 | Más dúctil, usada en soldadura |
| Cobre Cu-ETP | 30-50 | Muy dúctil, conformable en frío |
| Latón CW508L (CuZn37) | 15-45 | Rango amplio en función del estado |
| Titanio Gr2 | 24-30 | Buena ductilidad del titanio comercialmente puro |
| Poliamida PA6 (DAM) | 20-50 | Sensible a la humedad y a la velocidad de ensayo |
| Poliamida PA66 GF30 | 2-4 | Las cargas rígidas reducen drásticamente el A% |
| ABS | 15-30 | Termoplástico tenaz |
| Policarbonato (PC) | 80-130 | Alargamiento elevadísimo a temperatura ambiente |
Los valores deben confirmarse siempre en los certificados 3.1 del lote específico y hacen referencia a la norma de ensayo indicada.
Los Eurocódigos y las normas de producto imponen valores mínimos de A% para garantizar la ductilidad necesaria para el comportamiento estructural. Para los aceros de carpintería metálica S235, S275 y S355 según EN 10025, el alargamiento mínimo requerido es en general A ≥ 20-22% (en probeta ISO L₀ = 5,65·√S₀), con la restricción adicional Rm/Re ≥ 1,10 para asegurar un margen de endurecimiento por deformación antes de la rotura. Para los aceros para hormigón armado (EN 10080) se prevén requisitos aún más severos sobre el alargamiento total bajo carga máxima Agt.
El alargamiento a la rotura es un parámetro mucho más sensible a las condiciones de ensayo y a la microestructura del material que el límite elástico y la carga de rotura. Los factores principales que influyen en él son:
Para el diseñador, el alargamiento a la rotura A% es mucho más que un simple valor indicado en el certificado del material. Es un indicador fundamental de seguridad.
Un material dúctil, antes de romperse, manifiesta deformaciones macroscópicas visibles, que pueden señalar una condición de sobrecarga durante el servicio. Un material frágil, por el contrario, puede ceder de manera repentina y catastrófica, sin señales premonitorias evidentes.
Por este motivo, los Eurocódigos y los principales códigos de cálculo, como ASME, VSR y AD-Merkblätter, prescriben valores mínimos de alargamiento a la rotura. Dichos requisitos sirven para garantizar que el componente tenga una capacidad suficiente de deformarse antes del colapso y que las tensiones puedan redistribuirse en las zonas más solicitadas.
En el campo de la conformación, el A%, y más aún los parámetros Au y Ag, contribuyen a determinar la viabilidad de operaciones como la embutición, el plegado y el estampado. Una chapa con un alargamiento demasiado bajo tiende, en efecto, a agrietarse antes de alcanzar la geometría final.
En el ámbito de la soldadura, un material dúctil es generalmente más capaz de tolerar las tensiones residuales generadas por la junta, reduciendo el riesgo de grietas y cedimientos localizados.
En el análisis de fallos, el alargamiento medido en una muestra extraída de un componente que ha cedido, y comparado con el valor esperado según la especificación de material, representa uno de los indicadores diagnósticos más inmediatos. Un valor anómalo puede señalar degradación del material, fragilización por hidrógeno, tratamiento térmico erróneo o falta de conformidad con la especificación de suministro.
En síntesis, leer correctamente el alargamiento a la rotura significa elegir materiales con un margen de seguridad adecuado, dialogar de forma consciente con los proveedores y prevenir cedimientos en servicio.
El alargamiento a la rotura es uno de los parámetros más significativos del ensayo de tracción. No mide únicamente la ductilidad del material, sino que proporciona indicaciones valiosas sobre la calidad metalúrgica, la seguridad del componente y su idoneidad para los procesos de conformación.
Para interpretarlo correctamente es fundamental conocer la referencia utilizada, por ejemplo A5, A80mm o A4d, compararlo con los valores esperados para el material específico y evaluarlo junto con los demás parámetros del ensayo de tracción, como el límite elástico, la carga de rotura y la estricción.
Cuando se lee de la forma correcta, el A% se convierte en una herramienta esencial para diseñar componentes más seguros, seleccionar proveedores fiables e identificar oportunamente eventuales problemas de material o de servicio.
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