Los puentes, sin duda de ningún género. No obstante, no me refiero a un puente para el paso de peatones, vehículos o ciclistas. Me refiero a puentes extensiométricos, utilizados para conocer los esfuerzos y deformaciones que sufre un elemento cuando se ejercen cargas exteriores sobre él. Para ello es necesario el adaptar a la zona en la cual se quiere determinar esos esfuerzos un transductor que trasforme la magnitud física a medir en una magnitud que nos permita evaluar su valor, normalmente una medida eléctrica. Uno de los tipos de transductores más empleados para este tipo de medidas son las bandas extensiométricas.
Las bandas extensiométricas son elementos de tipo resistivo. Su funcionamiento se basa en el cambio de resistencia eléctrica que sufre un hilo conductor al variar su longitud. Por tanto, se puede determinar la variación de longitud que experimenta la banda midiendo la variación de resistencia que presenta. De esta forma, existirá una relación directa entre la deformación que sufre la banda y la variación de resistencia eléctrica.
Consta de una pista conductora, la cual está dispuesta de forma que el hilo conductor presente una gran longitud en la dirección en la que se quiere medir. Las zonas de las curvas de los hilos, donde comienza otra vuelta, es una zona gruesa a fin de disminuir lo más posible la sensibilidad transversal de la banda. Esta pista conductora acaba en dos terminales donde se sueldan los cables que la deben unir al circuito de medida. Todo este conjunto conductor esta sostenido por un material aislante que es el que proporciona el soporte para su pegado. Sobre él hay también dibujadas unas marcas que facilitan su colocación en la dirección y posición correcta. Además, algunas bandas tienen una película que protege la zona de medida de la banda formando un encapsulado.
Para el acondicionamiento de las bandas extensiométricas el circuito utilizado por excelencia es el circuito potenciométrico doble, o puente de Wheatstone, que debido a sus características lo convierten en el circuito ideal para estas aplicaciones. Naturalmente, si quisiéramos fotografiar algún puente cubierto, hablaríamos de los puentes de Madison.
Sin embargo, ha de tenerse en cuenta que las bandas extensiométricas pueden llegar a medir deformaciones del orden del 5%, lo que puede representar incrementos de resistencia que no es posible despreciar al compararlos con el valor nominal de la resistencia. Esto representa que en determinadas aplicaciones la respuesta del circuito deje de ser lineal, por lo que es preciso tener en cuenta este efecto.
Montaje en 1/4 puente
El montaje en 1/4 puente, se emplea cuando se utiliza una única banda activa. Normalmente, es necesario aplicar una etapa posterior de acondicionamiento de cara a completar el puente.
Montaje en 1/2 puente
En el montaje de 1/2 puente se emplean dos bandas activas. Existen multitud de situaciones distintas, pero entre todas ellas podemos seleccionar como ejemplo dos casos particulares. El primero es cuando ambas bandas presentan deformaciones iguales, y el segundo cuando ambas bandas presentan deformaciones opuestas. Como casos particulares cabe acotar un ensayo de tracción simple con dos bandas en la misma sección, y el caso de una viga en flexión respectivamente. En estos dos ejemplos, el montaje del puente de Wheatstone no puede ser el mismo, sino que cada banda debe ir colocada en la rama del circuito adecuada, puesto que de lo contrario se obtendrán tensiones de salida nulas a pesar de la deformación del elemento.
Montaje en puente completo
En el montaje en puente completo se emplean cuatro bandas activas. Lo habitual es escoger las cuatro bandas iguales, aunque en ciertos montajes únicamente es necesario que lo sean por parejas. Los ejemplos que se citan a continuación representan el primero de los casos.
En el montaje para tracción/compresión se desea medir la deformación longitudinal de una barra sometida a tracción o compresión. Si se desea que el montaje tenga la máxima sensibilidad posible, se llega a una configuración como la representada en la figura siguiente.
En el montaje para flexión se considera el caso de una viga empotrada y sometida a flexión. Al igual que en el caso anterior, si se desea que el montaje tenga la máxima sensibilidad posible, la configuración necesaria es la representada a continuación.
La aplicación de cualquiera de estas tipologías de puentes dependerá exclusivamente de las necesidades a tener durante un ensayo. Más adelante os hablaré de ejecuciones concretas y de cómo calibrar el puente con el propósito de obtener su sensibilidad.
De momento, nos quedaremos con un intenso romance de cuatro días entre un fotógrafo de puentes y una madre italiana.
Referencias
[1] Alfonso Corz Rodríguez, Fernando García Sánchez. Extensometría y fotoelasticidad. 1997.
[2] Mateu Martín Batlle. Extensometria II. Mesuraments. Universitat Politècnica de Catalunya. Servei de Publicacions. 1992.
