Los desconchados son fragmentos de un material que se desprenden de un cuerpo sólido más grande . Pueden producirse por diversos mecanismos, incluidos el impacto de un proyectil , la corrosión , la erosión , la cavitación o la presión de rodadura excesiva (como en un rodamiento de bolas ). Tanto el desconchado como la espalación describen el proceso de falla de la superficie en el que se desprenden los desconchados.
Los físicos de partículas han adoptado los términos spall , spalling y spalling ; en los instrumentos de dispersión de neutrones , los neutrones se generan bombardeando un objetivo de uranio (u otro) con una corriente de átomos . Los neutrones que se expulsan del objetivo se conocen como "spall".
El desconchado mecánico se produce en puntos de contacto de alta tensión, por ejemplo, en un rodamiento de bolas . El desconchado se produce con preferencia al brinelling , donde la tensión de corte máxima no se produce en la superficie, sino justo debajo, cortando el desconchado.
Una de las formas más simples de desconchado mecánico es el impacto de placas, en el cual 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 desconchado también puede producirse como efecto de la cavitación , cuando los fluidos se someten a bajas presiones localizadas que provocan la formación de burbujas de vapor, normalmente en bombas, turbinas de agua, hélices de embarcaciones e incluso tuberías en determinadas condiciones. Cuando dichas burbujas colapsan, una alta presión localizada puede provocar desconchado en las superficies adyacentes.
En la guerra antitanque , el descascarillado por tensión mecánica es un efecto intencionado de los proyectiles antitanque de cabeza aplastada de alto poder 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 (AFV) 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 descascarillado resultante es peligroso para la tripulación y el equipo, y puede resultar en una inutilización parcial o total de un vehículo y/o su tripulación. Muchos AFV están equipados con revestimientos antidescascarillado dentro de su blindaje para su protección.
Un penetrador de energía cinética , si puede vencer el blindaje, generalmente también causa astillas dentro del objetivo, lo que ayuda a destruir o inutilizar el vehículo y su tripulación. [1]
Un ejemplo temprano de arma antitanque diseñada intencionalmente para causar espalación en lugar de penetración es el rifle antitanque WZ. 35 .
El desprendimiento es un mecanismo común de erosión de las rocas y se produce en la superficie de una roca cuando hay grandes tensiones de corte debajo de la superficie. Esta forma de erosión mecánica puede ser causada por congelación y descongelación, descarga, expansión y contracción térmica o deposición de sal.
La descarga es la liberación de presión debido a la eliminación de una capa de sobrecarga. Cuando la presión se reduce rápidamente, la rápida expansión de la roca provoca una gran tensión superficial y desprendimiento.
La meteorización por congelación y descongelación se produce cuando la humedad se congela en el interior de las grietas de la roca. Al congelarse, su volumen se expande, lo que provoca grandes fuerzas que provocan grietas que se desprenden de la superficie exterior. A medida que este ciclo se repite, la superficie exterior sufre desconchamientos repetidamente, lo que da lugar a la meteorización.
Algunas superficies de piedra y mampostería que se utilizan como superficies de construcción absorben la humedad en su superficie. Si se exponen a condiciones de congelación severas, la superficie puede descascararse debido a la expansión del agua. Este efecto también se puede observar en superficies de terracota (incluso si están vidriadas) si hay una entrada de agua en los bordes.
La exfoliación (o meteorización en forma de piel de cebolla) es la eliminación gradual del desconchado 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 cuando se exponen a un calor extremo, la capa más externa se vuelve mucho más caliente que la roca que está debajo, lo que provoca una expansión térmica diferencial . Esta expansión diferencial provoca una tensión de corte subsuperficial, que a su vez provoca el desconchado. Los cambios extremos de temperatura, como los incendios forestales, también pueden provocar el desconchado de la roca. Este mecanismo de meteorización hace que la superficie exterior de la roca se desprenda en fragmentos delgados, láminas o escamas, de ahí el nombre de exfoliación o meteorización en forma de piel de cebolla.
El desconchado salino es un tipo específico de erosión que se produce en materiales de construcción porosos , como ladrillos, piedra natural, tejas y hormigón. La sal disuelta se transporta a través del material en el agua y se cristaliza dentro del material cerca de la superficie a medida que el agua se evapora. A medida que los cristales de sal se expanden, se generan tensiones de corte que desprenden el desconchado de la superficie.
En la corrosión, el desconchado se produce cuando una sustancia ( metal u hormigón ) desprende pequeñas partículas de productos de corrosión a medida que avanza la reacción de corrosión. Aunque no son solubles ni permeables, estos productos de corrosión no se adhieren a la superficie del material original para formar una barrera contra la corrosión adicional, como sucede en la pasivación . El desconchado se produce como resultado de un gran cambio de volumen durante la reacción.
En el caso de los metales actínidos (en particular el uranio empobrecido utilizado en algunos tipos de municiones ), el material se expande con tanta fuerza al exponerse al aire que una fina capa de óxido se expulsa a la fuerza de la superficie. Un tapón de uranio metálico oxidado lentamente puede a veces parecerse a una cebolla sometida a descamación . Sin embargo, el principal peligro surge del carácter pirofórico de los metales actínidos, que pueden encenderse espontáneamente cuando su área específica es alta. Esta propiedad, junto con la toxicidad inherente y (en menor medida para algunos) la radiactividad de estos elementos, hacen que sea peligroso manipularlos en forma metálica bajo el aire. Por lo tanto, a menudo se manipulan bajo una atmósfera inerte ( nitrógeno o argón ) dentro de una caja de guantes anaeróbica .
Existen dos factores que provocan el desconchado del hormigón: la tensión térmica causada por el calentamiento rápido y las presiones internas debidas a la eliminación de agua. Poder predecir el resultado de diferentes velocidades de calentamiento sobre las tensiones térmicas y la presión interna durante la eliminación de agua es particularmente importante para la industria y otras estructuras de hormigón.
Los desprendimientos explosivos del hormigón refractario pueden provocar graves problemas. Si se produce un desprendimiento explosivo, pueden lanzarse proyectiles de una masa razonable (1 a 10 kg) con violencia a muchos metros de distancia, lo que tendrá consecuencias para la seguridad y dejará la estructura refractaria inservible. En ese caso, será necesario realizar reparaciones, lo que supondrá unos costes significativos para la industria. [2] [ verificación fallida ]