Cascajo

El desprendimiento de material consiste en fragmentos que se desprenden de un cuerpo sólido mayor . Puede producirse por diversos mecanismos, como el impacto de un proyectil , la corrosión , la meteorización , la cavitación o una presión de rodadura excesiva (como en un rodamiento de bolas ). Tanto el desprendimiento como la fragmentación describen el proceso de falla superficial en el que se desprenden fragmentos.

Los físicos de partículas han adoptado los términos espalación , espalación y espalación ; los instrumentos de dispersión de neutrones generan neutrones bombardeando un blanco de uranio (u otro) con un flujo de átomos , y los neutrones eyectados del blanco se conocen como "espalación". ^{[ 1 ] [ 2 ]}

El desprendimiento mecánico se produce en puntos de contacto sometidos a alta tensión, por ejemplo, en un rodamiento de bolas . El desprendimiento se produce preferentemente al brinelling , donde la tensión de cizallamiento máxima no se produce en la superficie, sino justo debajo, desprendiendo el material desprendido.

Una de las formas más simples de desprendimiento mecánico es el impacto de placas, en el que dos ondas de compresión se reflejan en las superficies libres de las placas y luego interactúan para generar una región de alta tensión de tracción dentro de una de las placas.

El desprendimiento de material también puede producirse por cavitación , donde los fluidos se ven sometidos a bajas presiones localizadas que provocan la formación de burbujas de vapor, generalmente en bombas, turbinas hidráulicas, hélices de embarcaciones e incluso tuberías en determinadas condiciones. Cuando estas burbujas colapsan, una alta presión localizada puede causar desprendimiento de material en las superficies adyacentes.

Guerra antitanque

En la guerra antitanque , el desprendimiento de fragmentos por tensión mecánica es un efecto intencionado de los proyectiles antitanque de cabeza aplastada de alto explosivo (HESH) y muchas otras municiones, que pueden no ser lo suficientemente potentes como para perforar el blindaje de un objetivo. La ojiva relativamente blanda, que contiene o está hecha de explosivo plástico, se aplasta contra el blindaje de los tanques y otros vehículos blindados de combate (VAC) y explota, creando una onda de choque que viaja a través del blindaje como una onda de compresión y se refleja en la superficie libre como una onda de tracción que rompe (fractura por tensión/deformación) el metal en el interior. El desprendimiento resultante es peligroso para la tripulación y el equipo, y puede provocar la inutilización parcial o total de un vehículo y/o su tripulación. Muchos VAC están equipados con revestimientos antidesprendimiento de fragmentos dentro de su blindaje para su protección.

Un proyectil de energía cinética , si logra atravesar el blindaje, generalmente también causa fragmentación dentro del objetivo, lo que ayuda a destruir o inutilizar el vehículo y su tripulación. ^{[ 3 ]}

Un ejemplo temprano de arma antitanque diseñada intencionalmente para causar fragmentación en lugar de penetración es el fusil antitanque wz. 35 .

El desprendimiento de fragmentos es un mecanismo común de meteorización de las rocas y se produce en la superficie cuando existen grandes esfuerzos cortantes bajo ella. Esta forma de meteorización mecánica puede ser causada por la congelación y descongelación , la descarga, la expansión y contracción térmica o la deposición de sales.

Exfoliación

La exfoliación (o meteorización en capas de cebolla) es la eliminación gradual de fragmentos debido al aumento y disminución cíclicos de la temperatura de las capas superficiales de la roca. Las rocas no conducen bien el calor, por lo que, al exponerse a temperaturas extremas, la capa más externa se calienta mucho más que la roca subyacente, lo que provoca una dilatación térmica diferencial . Esta dilatación diferencial genera esfuerzos cortantes en el subsuelo, lo que a su vez provoca el desprendimiento de fragmentos. Los cambios extremos de temperatura, como los incendios forestales, también pueden causar el desprendimiento de fragmentos de roca. Este mecanismo de meteorización hace que la superficie exterior de la roca se desprenda en finos fragmentos, láminas o escamas, de ahí el nombre de exfoliación o meteorización en capas de cebolla.

En la corrosión, el desprendimiento se produce cuando una sustancia ( metal u hormigón ) desprende diminutas partículas de productos de corrosión a medida que avanza la reacción. Aunque no son solubles ni permeables, estos productos de corrosión no se adhieren a la superficie del material original para formar una barrera que impida una mayor corrosión, como ocurre en la pasivación . El desprendimiento se produce como resultado de un gran cambio de volumen durante la reacción.

En el caso de los metales actínidos (sobre todo el uranio empobrecido utilizado en algunos tipos de munición ), el material se expande tanto al exponerse al aire que una fina capa de óxido se expulsa de la superficie. Un tapón de uranio metálico que se oxida lentamente puede, en ocasiones, parecerse a una cebolla en proceso de descamación . Sin embargo, el principal peligro reside en la naturaleza pirofórica de los metales actínidos, que pueden inflamarse espontáneamente cuando su superficie específica es elevada. Esta propiedad, junto con la toxicidad inherente y (en menor medida, la radiactividad de algunos) de estos elementos, los hace peligrosos para manipular en forma metálica en presencia de aire. Por lo tanto, suelen manipularse en atmósfera inerte ( nitrógeno o argón ) dentro de una caja de guantes anaeróbica .

Existen dos factores que provocan el desconchamiento del hormigón: la tensión térmica causada por el calentamiento rápido y las presiones internas debidas a la eliminación del agua. Poder predecir el efecto de diferentes velocidades de calentamiento sobre las tensiones térmicas y la presión interna durante la eliminación del agua es de suma importancia para la industria y otras estructuras de hormigón.

Los desprendimientos explosivos de hormigón refractario pueden ocasionar graves problemas. Si se produce un desprendimiento explosivo, proyectiles de masa considerable (1-10 kg) pueden ser proyectados violentamente a varios metros de distancia, lo que conlleva riesgos para la seguridad y deja la estructura refractaria inservible. Posteriormente, se requerirán reparaciones, lo que supondrá costes significativos para la industria. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

La sobrepresión de la onda expansiva de las explosiones puede causar fragmentación en el cuerpo humano cuando la onda se propaga a través de la interfaz entre áreas anatómicas más densas y menos densas. Esto es notable en el límite entre el líquido y el aire, por ejemplo, desde la pared intestinal hasta un intestino lleno de gas, o desde el tejido pulmonar hasta una cavidad. La fragmentación, la implosión y el cizallamiento son los tres mecanismos principales conocidos que causan lesiones por explosión . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

• Restos detrás del blindaje
• Fragabilidad
• Friabilidad
• Efecto Misnay-Schardin
• Aderezo de mineral
• Piroforicidad
• Isla Runit
• escudo Whipple

• Consejo de Seguridad de Chimeneas del Medio Oeste. Archivado el 8 de junio de 2021 en Wayback Machine.
• Asociación de Calentadores de Mampostería de América del Norte