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domingo, 15 de julio de 2018

Atlas Mundial de la Desertificacion: Evidencias climaticas.


El Atlas Mundial de la Desertificación es una obra de referencia patrocinada por la Convención de Naciones Unidas (CNULD) para la Lucha contra la Desertificación, y en esta nueva edición se pone especial énfasis en identificar convergencias partiendo de evidencias encontradas en una serie de estudios de caso, distribuidos por todo el mundo.
Un equipo de investigación de la Estación Experimental de Zonas Áridas, instituto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, liderado por el investigador Gabriel del Barrio, ha contribuido con dos estudios de caso en la Península Ibérica y en el Magreb, desarrollando una metodología específicamente para valorar y monitorizar el estado de madurez de los ecosistemas terrestres. El método denominado 2dRUE, ya ha sido adoptado oficialmente en España y Portugal para informar periódicamente a la CNULD.
Esta nueva edición se produce veinte años tras publicarse la anterior, y se beneficia tanto de los recientes avances en la comprensión de las interacciones entre población humana y su ambiente, como de la importante disponibilidad y acceso a datos globales. El Atlas abarca la diversidad de síndromes de degradación y sus factores humanos asociados, más que intentar producir un modelo general, con el objetivo de generar un marco de información a partir del cual buscar soluciones específicas.
Entre los mensajes principales, cabe destacar la urgencia impuesta por demandas crecientes de agua, la confirmación de una tendencia global hacia la pérdida de productividad agrícola, el cuestionamiento de nuestra capacidad para atender las demandas alimentarias de las poblaciones futuras y, de modo más general, la constatación de numerosos obstáculos para conseguir un desarrollo sostenible a medio plazo.
La versión completa del Atlas está disponible en el siguiente enlace: https://wad.jrc.ec.europa.eu/
Fuente: EEZA 02/07/2018
Estación Experimental de Zonas Áridas
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
Almudena@eeza.csic.es

viernes, 13 de julio de 2018

El calentamiento global sincroniza el crecimiento de los bosques.


Según una investigación publicada en la revista PNAS, en la que participa la Universidad Pablo de Olavide, de Sevilla, el calentamiento global sincroniza el crecimiento de los bosques ibéricos y siberianos.
Extracción en campo (izquierda: Dr. R. Sánchez-Salguero) y procesado de muestras dendrocronológicas (derecha: Dr. Juan C. Linares) en el laboratorio de la UPO.

El calentamiento global que comporta el cambio climático está disparando la sincronización del crecimiento anual entre los árboles de grandes áreas geográficas tan distantes como los bosques mediterráneos y la taiga siberiana. Esta es la conclusión a la que ha llegado un equipo internacional de investigadores liderados por la Universidad de Lleida, y en el que han participado los investigadores Juan C. Linares y Raúl Sánchez-Salguero, expertos en dendrocronología del Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y Naturales de la Universidad Pablo de Olavide. El trabajo ha sido publicado recientemente en la prestigiosa revista Proceedings of the National Academy of Sciences USA bajo el título “Forests synchronize their growth in contrasting Eurasian regions in response to climate warming”.
Este trabajo ha demostrado que el aumento global de las temperaturas podría estar alterando el patrón de crecimiento de los árboles en distintos lugares del planeta y provocando una sincronización entre bosques tan alejados como Siberia y la Península Ibérica, lo que puede poner en peligro el equilibrio de los ecosistemas con el clima, puesto que el aumento de sincronización se considera un posible factor desencadenante de la extinción de poblaciones enteras.
Pino laricio (Pinus nigra Arn. subsp. salzmannii) de aprox. 500 años de edad en el Parque Natural Sierra María-Los Vélez
Este trabajo analiza los anillos anuales de crecimiento mediante dendrocronología en seis de las especies de coníferas más importantes de la Península Ibérica y la Taiga Siberiana durante los últimos 120 años e indica que el aumento global de las temperaturas está provocando una sincronización del crecimiento entre estos ecosistemas.
Las muestras dendrocronológicas han sido tomadas mediante técnicas no destructivas de la región central de Siberia y de bosques españoles y su análisis indica que durante el siglo XXI se ha producido un aumento de la sincronización de los ritmos de crecimiento de los bosques. Según los autores, el cambio climático en estas regiones parece estar detrás de este fenómeno a pesar de que ambos ecosistemas están separados por miles de kilómetros y tienen características diferentes. En los bosques boreales el aumento de temperatura está adelantando la formación de madera y provocando un mayor impacto de las fluctuaciones anuales, mientras que en el bosque mediterráneo la principal causa del cambio son los periodos de sequía.
Los científicos aseguran que esta coherencia en el crecimiento de los anillos en una escala geográfica tan grande no tiene precedentes y concluyen que es una muestra del impacto del calentamiento en escalas subcontinentales. El proceso, relacionado con el ciclo del carbono, se produce en última instancia como consecuencia de las primaveras más cálidas en las latitudes más altas y a los inviernos más calurosos en las latitudes medias y podría ser la antesala de una ralentización del crecimiento de los árboles en todo el planeta.
“Estas tendencias que afectan bosques separados entre sí hasta 1.000 kilómetros pueden ser útiles para establecer umbrales climáticos para la supervivencia de los árboles y para anticipar fenómenos de decaimientos de bosques a los niveles local y regional”, destacan los investigadores españoles.
En el estudio que ha coordinado la Universidad de Lleida también han participado investigadores, además de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla, de la Universitat de Barcelona, de la Politécnica de Madrid, el Instituto Pirenaico de Ecología-CSIC, la Siberian Federal University y el Sukachev Institute of Forest, de Rusia. Una vez que los investigadores han comprobado que el aumento de la sincronización del crecimiento de los árboles afecta a dos importantes ecosistemas terrestres, el objetivo es ampliar el análisis en otras zonas más allá del área Mediterránea y de Siberia.
“Querríamos extender nuestra investigación a otros ecosistemas forestales del planeta para determinar la relevancia de estos fenómenos de sincronía creciente a escala global”, han anunciado los investigadores participantes.
“El calentamiento global está enmascarando la influencia de otros factores locales que controlan el crecimiento de los árboles como por ejemplo la fertilidad del suelo, la competencia entre árboles, las diferencias entre especies en la forma en que reaccionan en frente al estrés ambiental, el manejo del bosque o la influencia de plagas y enfermedades”, detalla el profesor Jordi Voltas, de la Universidad de Lleida.
Factores climáticos como la aridez o aumento de estrés hídrico por temperatura son de vital importancia en las zonas que estudia la Universidad Pablo de Olavide en áreas Mediterráneas como la Península Ibérica, debido a que el agua es el principal limitante de la actividad biológica en estos ecosistemas. Distintos estudios predicen un aumento generalizado de la aridez en las zonas Mediterráneas de todo el planeta para las próximas décadas. Así pues, los resultados publicados tienen importantes implicaciones para la comprensión de su respuesta frente al cambio climático, indican los investigadores de la Universidad Pablo de Olavide.
“Nuestros resultados sugieren que el incremento de periodos secos y aumentos de temperaturas predicho para finales de siglo XXI disminuirá el crecimiento en los bosques Ibéricos y numerosas regiones a nivel global, lo que puede repercutir negativamente en los procesos de mortalidad y decaimiento del arbolado que estudiamos  y por tanto, pueden provocar una brusca disminución de la entrada de carbono a los ecosistemas que juegan un papel fundamental en la modulación del impacto del cambio climático sobre la biosfera, puesto que retienen gran parte de las emisiones de dióxido de carbono originadas por actividades humanas mediante la fotosíntesis, y transforman y almacenan parte de ese carbono sintetizado en forma de madera (donde se forman los anillos anuales de crecimiento). Esta regulación del ciclo global de carbono es, por tanto, esencial para el futuro del planeta” explican los investigadores Juan C. Linares y Raúl Sánchez-Salguero de la Universidad Pablo de Olavide.
En este trabajo han colaborado una decena de investigadores, y ha podido ser realizado gracias a la financiación aportada por numerosos organismos públicos y fundaciones privadas como proyectos de la Union Europea: ForMAT (Sensitivity of tree growth to climate change and growth modelling from past to future) (Contract ENV4- CT97-0641), ISONET (400 years of annual reconstructions of European climate variability using a high resolution isotopic network) (Contract EV K2-2001-00237), MILLENNIUM (European climate of the last millennium) (Contract GOCE 017008) y Studying Tree Responses to Extreme Events: A Synthesis (STReESS) COST (European Cooperation in Science and Technology) Action FP1106; la Federación Rusa para la Ciencia (Project 14-14-00295); el gobierno catalán (Project 2014 SGR 1141); y los proyectos del Ministerio de Economía y Competitividad español (CGL2011-26654). Los investigadores de la UPO destacan el proyecto “CoMo-ReAdapt” (CGL2013-48843-C2-1-R) “Moduladores de capacidad ADAPTativa al cambio climático en bosques: integración desde el paisaje al gen/transcriptoma en COníferas de MOntaña RElictas” que les ha permitido llevar a cabo esta fluida colaboración liderada con éxito por la Universidad de Lleida.
Referencias bibliográficas:
Shestakova, T.A., Gutiérrez, E., Kirdyanov, A.V., Camarero, J.J., Génova, M., Knorre, A.A., Linares, J.C., Resco de Dios, V., Sánchez-Salguero, R. and Voltas, J. 2016. Forests synchronize their growth in contrasting Eurasian regions in response to climate warming. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America doi: 10.1073/pnas.1514717113. http://www.pnas.org/content/early/2016/01/02/1514717113
Archivado en: Bosques, cambio climático, Clima, dendrocronología, Departamento de Sistemas Físicos, Investigación, Investigadores, Publicación.
Universidad Pablo de Olavide.

jueves, 12 de julio de 2018

Alianza climatica por la Tierra.


Alianza por el Clima anima a la ciudadanía a actuar por la Tierra y demanda a los grupos políticos mayor ambición climática.
Imagen: NASA
Las organizaciones sociales agrupadas en Alianza por el Clima[*] realizan un llamamiento a la ciudadanía para que en el Día de la Tierra compartan un gesto de acción climática que inspire a otras a actuar por el clima. Además, han presentado a los grupos políticos en el Congreso de los Diputados sus propuestas para la lucha contra el cambio climático y han demandado compromisos concretos para hacer realidad el acuerdo de París y evitar el aumento de temperatura global por encima de 1,5 º C, lo cual tendría impactos catastróficos para nuestro país.
Imagen: Alianza del Clima ORG.

Alianza por el Clima denuncia que cuatro meses después de la Cumbre de París sobre cambio climático, no ha habido avances políticos que hayan trascendido a la escena internacional. Sin embargo, al mismo tiempo la temperatura global sigue alcanzando máximos históricos. 
El excesivo uso de recursos y la continua quema de combustibles fósiles, como base del sistema productivo, han demostrado ser un modelo de desarrollo insostenible cuyo indicador más evidente es el cambio climático. Para revertir esta situación es necesario un modelo de producción y consumo justo y sostenible, basado en el uso eficiente de los recursos y en un cambio de las tecnologías fósiles a las renovables con una transición justa. Para Alianza por el clima, es esencial conseguir que los políticos defiendan el interés de las personas y de las generaciones futuras, por encima de los intereses vinculados a las energías fósiles.
Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y fomentar un menor consumo de combustibles fósiles no solo depende de lo que acuerden los gobiernos en grandes foros internacionales. La forma en la que consumimos, nos alimentamos, nos movemos o vivimos tiene mucho que ver con nuestra “huella climática” y nuestra contribución personal al calentamiento global.
Por ello, Alianza por el Clima hace un doble llamamiento en este Día de la Tierra. Por un lado, a todas las personas para que compartan un gesto de acción climática que inspire a otras personas a actuar por el clima  http://alianza-clima.blogspot.com/2016/04/yo-actuo-por-el-clima-y-tu.html Por otro, a los grupos políticos en el Congreso de los Diputados, a quienes presentan sus propuestas para luchar contra el cambio climático, exigiéndoles la aprobación de las siguientes medidas:
Aprobar una ley de cambio climático y transición energética para conseguir un sistema energético renovable, eficiente e inteligente antes de 2050.
Reactivar el Plan de Fomento de las Energías Renovables e incentivar el autoconsumo.
Dotar de financiación adecuada al Plan Nacional de Adaptación al cambio climático
Definir objetivos ambiciosos para cada uno de los sectores difusos y dotarlos de financiación suficiente.
Contabilizar las emisiones incluyendo las generadas por los cambios de uso del suelo y el transporte marítimo y la aviación internacional.
Establecer por ley la recogida selectiva de la materia orgánica, impulsar la prevención y la reutilización de los residuos y establecer medidas fiscales que graven el vertido y la incineración.
Reorientar los incentivos a los biocombustibles de primera generación hacia los de segunda y tercera generación.
Aprobar una ley de movilidad sostenible y aplicar planes de movilidad urbana y de empresas, y de la euroviñeta.
Reorientar las inversiones previstas en nuevas infraestructuras viarias hacia las que generen menos emisiones, como el ferrocarril convencional o carriles Bus-Vao.
Apoyar y aplicar los estándares europeos de eficiencia energética de los vehículos.
Priorizar la electrificación del transporte privado, público y de mercancías y la creación de la infraestructura necesaria para ello.
Aprobar una reforma fiscal que tenga en cuenta criterios sociales (manteniendo determinadas exenciones para la agricultura familiar) y ambientales encaminados a desincentivar los productos y servicios más emisores de GEI.
Desarrollar el Plan de Activación socioeconómica del sector forestal para mejorar la sostenibilidad de la gestión y prevenir incendios.
Garantizar la contribución financiera de España al Fondo Verde para el Clima que sea adicional a la Ayuda Oficial al Desarrollo y dotado de fondos públicos, suficientes y predecibles.
Garantizar que los Derechos Humanos sean un elemento central en todos los planes y políticas.
Garantizar que las instituciones españolas apliquen en su acción exterior las directrices del Consejo de Europa sobre protección a las personas que están siendo perseguidas por la defensa del medio ambiente.
Promover a nivel internacional un mayor desarrollo normativo y reconocimiento jurídico de las personas migrantes y refugiadas por causas relacionadas con el cambio climático.
Entre las organizaciones firmantes están:
Amigos de la Tierra, Ecologistas en Acción, Greenpeace, SEO/BirdLife, WWF, ECODES, Fundación Global Nature
CCOO, UGT, USO,
UPA, COAG, REDR, REDER,
CECU, Asgeco, Hispacoop, OCU,
Manos Unidas, InspirAction, ONGAWA, Oxfam Intermon, Caritas, Movimiento Católico Mundial por el Clima, Alianza por la Solidaridad,
Fundación Renovables, ECOOO, ATTAC, Avaaz, Vivo Sano, FRAVM
Información más detallada sobre la propuesta de medidas de Alianza por el clima puede consultarse en http://alianza-clima.blogspot.com.es/2016/04/propuestas-de-medidas-para-la-lucha.html
[*] Alianza por el Clima está formada por más de 400 organizaciones sociales, ecologistas, sindicales, de cooperación al desarrollo, de acción rural, de agricultores, vecinales, católicas y de consumidores integradas en plataformas ciudadanas como: Plataforma por un Nuevo Modelo Energético, Coordinadora de ONGD, Cumbre Social, Foro de Acción Rural, Plataforma Rural y Plataforma del Tercer Sector.

martes, 10 de julio de 2018

Justicia Climatica.


Las injusticias socio-ambientales causadas por los países industrializados al Sur Global van en aumento. En la actualidad la deuda climática que soportan los países no industrializados es tremendamente injusta, ya que sufren las peores consecuencias del cambio climático, mientras no han sido los principales responsables del problema. Por este motivo exigimos a nuestros Gobiernos que acepten la responsabilidad y hagan lo correcto allí y fomenten cambios aquí.
Los habitantes de los países del Sur, así como la ciudadanía con bajos ingresos en los países industrializados del Norte ya han soportado demasiado la carga dañina de la extracción de combustibles fósiles, del transporte y de la producción. A día de hoy estas comunidades se enfrentan a los peores impactos del cambio climático; desde la escasez de alimentos hasta la desaparición total de islas bajo el océano.

En Europa, el consumo excesivo de recursos naturales está contribuyendo a incrementar la actual crisis climática, así como al aumento de las desigualdades sociales. Por ello, creemos que, tanto las multinacionales europeas como nuestros representantes políticos, son los principales responsables del cambio climático y de ensanchar el impacto de Europa en otras partes del mundo.
Las últimas Conferencias de Cambio Climático de Naciones Unidas han permitido a grandes empresas adueñarse de un espacio que debería estar reservado a la sociedad civil, y nuestros representantes políticos, se ven atados de pies y manos debido a la coyuntura socio-económica mundial del momento.
Aunque más allá de hacer visible el movimiento internacional por la Justicia Climática durante las negociaciones del clima, queremos encontrar nuevos aliados en las bases ecologistas y sociales y poco a poco construir un movimiento europeo por la Justicia Climática que abogue por éstas y otras soluciones:
Dejar de utilizar combustibles fósiles e invertir en la eficiencia energética y en energías renovables: son seguras, limpias y pueden ser gestionadas de forma colectiva.
Reducir radicalmente el consumo excesivo de energía, no sólo en el Norte, sino también entre las élites del Sur.
Aumentar las transferencias financieras Norte-Sur, basadas en la devolución de las deudas climáticas y sometidas a control democrático.
Promover la soberanía energética, así como la soberanía sobre bosques, tierras y aguas. Entendemos la soberanía energética como el derecho de los pueblos a decidir y gestionar sus recursos energéticos de forma solidaria y respetuosa con el medio ambiente.
Establecer una legislación estatal que contemple, de un modo justo, objetivos vinculantes para la reducción anual de gases de efecto invernadero. Es necesario establecer mecanismos a nivel estatal, europeo e internacional que garanticen una reducción real de las emisiones de acuerdo a la ciencia y la justicia social, sin recurrir a falsas soluciones como la compensación de CO2.
Luchar contra la desigualdad social y económica dentro de Europa y dentro de los países europeos de una manera que garantice el derecho al acceso básico de energía segura y limpia, y que ésta pueda ser dirigida por la propia comunidad. Esto requiere el apoyo administrativo con el fin de conseguir un drástico ahorro de la energía a través de medidas de eficiencia existentes y por venir, así como de limitar el poder de grandes empresas energéticas u otros monopolios.
Demandar una legislación específica en forma de un nuevo instrumento internacional, comunitario y nacional que sea vinculante y que proteja a las personas desplazadas por razones medioambientales, garantizándoles así sus derechos como parte del derecho fundamental a la vida. Esto debe ser parte de un reconocimiento más amplio hacía el Sur a causa del excesivo consumo en el Norte global, así como de la deuda histórica.
Fuente: Amigos de la Tierra.

lunes, 9 de julio de 2018

Proyecto Graphenea de Repsol. Tecnologia del futuro.


El grafeno es un material muy peculiar porque posee un conjunto de propiedades que solamente se dan de manera individual en otros materiales. Esto motiva que en Repsol, decidieran invertir en el que consideran el material del futuro por sus extraordinarias cualidades de resistencia (supera en 200 veces al acero), su dureza es cercana a la del diamante, flexible como el plástico, conduce la electricidad mejor que el cobre y además es ligero y transparente.
Moléculas grafeno.
Es por eso que en Repsol, fruto de la constante apuesta por la innovación como clave de estrategia, comenzaran hace más de tres años a investigar las aplicaciones que un material tan potente como el grafeno puede tener en el futuro del sector energético.
Una investigadora hace pruebas en un laboratorio.
En el año 2013 la investigación a través de la unidad de Negocios Emergentes y junto con el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), adquirimos el 9,1% de la compañía Graphenea, empresa española fundada en el año 2010 en San Sebastián y cuya principal misión es explotar su potencial como material de futuro, con el objetivo concreto de lograr un proceso de producción de grafeno a escala industrial.
Graphenea ha desarrollado una tecnología de producción muy competitiva, escalable y medioambientalmente sostenible, y produce grafeno de alta calidad lo que le ha convertido en uno de los principales productores europeos de este material.
Además, esta compañía es socia de Graphene Flagship, el mayor programa de investigación puesto en marcha por la Unión Europea, a través del cual se pretende investigar todos los aspectos relevantes de este material: su fabricación, su aplicación en energía, en electrónica, en medicina, la mezcla con diferentes materiales, etc.
En sólo 5 años esta start-up se ha convertido en uno de los players referentes del sector, convirtiéndose en líder mundial en la fabricación de grafeno con clientes tan potentes como Nokia, Philips o Sigma-Aldrich, entre otras. El mercado de grafeno en 2015 fue de aproximadamente €12 millones y Graphenea cuenta con una cuota de mercado superior al 10%.
Apuestas por proyectos empresariales tan punteros como Graphenea son vitales para Repsol con el fin de impulsar una de las apuestas más destacada de nuestro Centro de Tecnología: explorar el uso del grafeno y sus derivados en el almacenamiento de energía aplicado al transporte y, concretamente, al vehículo eléctrico.
Fuente: Repsol.
https://www.repsol.com/es/conocenos/que-hacemos/proyecto-graphenea/index.cshtml

Rotura por fatiga termomecanica. Ensayo en camara de simulacion.


Algunos materiales pueden sufrir roturas o fisuras por choque térmico cuando se ven sometidos a gradientes de temperatura bruscos; tanto de forma puntual, como repetitiva, mediante episodios cambiantes frío/calor/frío repetidos en el tiempo (fatiga termomecánica).

Para evaluar la resistencia frente a este tipo de estrés se utilizan las cámaras de simulación de choques térmicos.

Un cambio brusco de temperatura, por ejemplo, un enfriamiento, provoca que las partes exteriores del material reduzcan su temperatura más rápidamente que el interior. Como consecuencia de la contracción térmica, la superficie tiende a contraerse más de lo que lo hace el núcleo, que restringe la libre contracción superficial. Esta contracción impedida da lugar a unas tensiones mecánicas que son la causa de las roturas o desconchados superficiales encontrados habitualmente en materiales frágiles.

El choque térmico es un fenómeno que aparece como combinación de:

a) Restricciones a la dilatación o contracción.
b) Gradientes de temperatura en el material.
c) Cambios bruscos de fase (sólo en casos específicos).
d) Baja conductividad  del material.
La resistencia al choque térmico se puede medir experimentalmente por diversos procedimientos. Uno de ellos es la determinación del máximo salto de temperatura que puede soportar una pieza sin fracturarse al sumergirla en agua a temperatura ambiente. En los vidrios, en cambio, se determina por el número de sucesivos ciclos térmicos, inmersión en agua desde una temperatura dada - calentamiento, que es capaz de aguantar sin fracturarse.
En el caso de materiales refractarios para servicio a alta temperatura (>1000°C) puede, sin embargo, determinarse un índice analítico de resistencia al choque térmico Ir que permite comparar materiales con fiabilidad, y cuyo valor depende tanto de características mecánicas como de las propiedades térmicas del material:
Ir = k · R / a . E . Ce
En donde: k es la conductividad térmica, R la carga de rotura, a el coeficiente de dilatación, E el módulo de Young, y Ce el calor específico.
Una alta conductividad térmica favorece la conducción y la rápida eliminación de los gradientes de temperatura en el material.
Una alta carga de rotura R permite soportar tensiones más altas sin fractura.
Las tensiones por dilatación o contracción son proporcionales a a · E, por lo que una reducción en este factor permite reducir la dilatación o contracción y, por ende, las tensiones térmicas generadas, según la ecuación.
Un calor específico elevado Ce hace que, para una misma cantidad de calor suministrada al material, los cambios de temperatura afecten sólo a una parte más estrecha del material cerca de la superficie. Ello contribuye a aumentar el gradiente térmico entre la superficie y el centro de la pieza y, por tanto, disminuye la resistencia al choque térmico.
La resistencia al choque térmico de un material depende directamente de la conductividad térmica k e inversamente del coeficiente de dilatación a y del calor específico Ce.
Las roturas por choque térmico son características de materiales frágiles o que están sometidos a fuertes gradientes de temperatura de forma repetitiva, alternados con esfuerzos mecánicos funcionales. En estos casos, la resistencia al choque térmico es un parámetro fundamental de diseño.
Fuente: Universidad Politécnica de Valencia.

sábado, 7 de julio de 2018

Rotura por tensiones termomecanicas: Prueba de choque termico.

Algunos materiales pueden sufrir roturas o fisuras por choque térmico cuando se ven sometidos a gradientes de temperatura bruscos; tanto de forma puntual, como  repetitiva mediante ciclos cambiantes frío/calor/frío en el tiempo (fatiga termomecánica).


El astillamiento o rotura debida al choque térmico es un fenómeno que aparece asociado con cambios bruscos de temperatura, especialmente en materiales frágiles como vidrios y cerámicas.

Un cambio brusco de temperatura, por ejemplo, un enfriamiento, provoca que las partes exteriores del material reduzcan su temperatura más rápidamente que el interior. Como consecuencia de la contracción térmica, la superficie tiende a contraerse más de lo que lo hace el núcleo, que restringe la libre contracción superficial. Esta contracción impedida da lugar a unas tensiones mecánicas que son la causa de las roturas o desconchados superficiales encontrados habitualmente en materiales frágiles.

El choque térmico es un fenómeno que aparece como combinación de:

a) Restricciones a la dilatación o contracción.
b) Gradientes de temperatura en el material.
c) Cambios bruscos de fase (sólo en casos específicos).
d) Baja conductividad  del material.

La resistencia al choque térmico se puede medir experimentalmente por diversos procedimientos. Uno de ellos es la determinación del máximo salto de temperatura que puede soportar una pieza sin fracturarse al sumergirla en agua a temperatura ambiente. En los vidrios, en cambio, se determina por el número de sucesivos ciclos térmicos, inmersión en agua desde una temperatura dada - calentamiento, que es capaz de aguantar sin fracturarse.

En el caso de materiales refractarios para servicio a alta temperatura (>1000°C) puede, sin embargo, determinarse un índice analítico de resistencia al choque térmico Ir que permite comparar materiales con fiabilidad, y cuyo valor depende tanto de características mecánicas como de las propiedades térmicas del material:

Ir = k · R / a . E . Ce 

En donde: k es la conductividad térmica, R la carga de rotura, a el coeficiente de dilatación, E el módulo de Young, y Ce el calor específico.

Una alta conductividad térmica favorece la conducción y la rápida eliminación de los gradientes de temperatura en el material.

Una alta carga de rotura R permite soportar tensiones más altas sin fractura.

Las tensiones por dilatación o contracción son proporcionales a a · E, por lo que una reducción en este factor permite reducir la dilatación o contracción y, por ende, las tensiones térmicas generadas, según la ecuación.

Un calor específico elevado Ce hace que, para una misma cantidad de calor suministrada al material, los cambios de temperatura afecten sólo a una parte más estrecha del material cerca de la superficie. Ello contribuye a aumentar el gradiente térmico entre la superficie y el centro de la pieza y, por tanto, disminuye la resistencia al choque térmico.

La resistencia al choque térmico de un material depende directamente de la conductividad térmica k e inversamente del coeficiente de dilatación a y del calor específico Ce.

Las roturas por choque térmico son características de materiales frágiles sometidos a fuertes gradientes de temperatura, como es el caso de los vidrios y cerámicas refractarias. En estos materiales, la resistencia al choque térmico es un parámetro fundamental de diseño.

Un ejemplo de uso habitual de materiales resistentes al choque térmico son los distintos tipos de vidrio usualmente empleados. Los vidrios resistentes al choque térmico (Vycor, Pyrex) presentan coeficientes de dilatación a inferiores a 20·10-8 cm/cm·K y pueden incluso colocarse directamente al fuego. Otros tipos de vidrios común, como el vidrio cortado para ventanales presenta valores de a por encima de 80·10-8 cm/cm·K y se fractura rápidamente al someterlo a enfriamientos y calentamientos bruscos en agua a 100°C.

Fuente: UPV
https://www.upv.es/materiales/Fcm/Fcm11/pfcm11_4_5.html