- EXTENSOMETRIA
La extensometría es una técnica que estudia la deformación originada en un material, mediante la variación de resistencia que se manifiesta sobre unos "sensores" (bandas extensométricas) instalados sobre él, dicho de otra forma; Técnica de medición de tensiones mecánicas en cuerpos sólidos a través de las deformaciones. Es la técnica más utilizada para el análisis experimental de tensiones. Su fundamento básico es la variación de la resistencia producida en un hilo de conductor cuando se alarga o contrae, y se emplea también en otras aplicaciones como por ejemplo la construcción de transductores. - TRANSDUCTOR
Transductores, el término significa en general, cualquier instrumento que permite que la energía fluya desde un sistema físico a otro, aunque su significado más restringido es el de un dispositivo en el que los cambios en una determinada magnitud física (presión, momento, fuerza, aceleración...) se transforman en señales eléctricas proporcionales a los citados cambios. En este trabajo se describe las galgas extensométricas cuyas deformaciones se deben a momentos aplicados o variaciones de presión. - EXTENSOMETROS
Dispositivo resistivo usado para medir deformaciones en sólidos
De entre los diferentes procedimientos que existen para convertir las deformaciones en señales eléctricas proporcionales a ellas, el más extendido es el que utiliza elementos cuya resistencia eléctrica varía cuando sufren pequeños cambios de longitud. A estos elementos se les llama galgas extensométricas, y van unidos a la pieza cuya deformación se quiere medir. Las variaciones de resistencia que se producen se determinan en un puente de Wheatstone, utilizando el método directo, esto es, midiendo la diferencia de potencial en los bornes de salida del puente, una vez amplificada. - BANDAS O GALGAS EXTENSOMÉTRICAS
Se trata de una resistencia eléctrica formada por un hilo muy fino con la geometría de la figura.
Las Deformaciones de su forma geométrica alteran su resistencia eléctrica que pude ser medida a través de la ley de Ohm, Por consiguiente podemos decir que una galga extensométrica es un sensor basado en el efecto piezorresistivo. Un esfuerzo que deforma a la galga producirá una variación en su resistencia eléctrica.
Resistencia eléctrica de un alambre conductor (R):
Resistencia eléctrica de un alambre conductor (R):
Donde:
ρ: resistividad del material conductor.
L: longitud del alambre.
A: área de la sección transversal del alambre.
4.1. Características.
· Tomando como referencia la definición anteriormente mencionada respecto a la galga extensometrica decimos, una galga colocada sobre una estructura rígida posibilita que una deformación sufrida por la misma pueda ser medida a través de resistencia eléctrica
a) Sin aplicar fuerza: resistencia nominal.
b) Estiramiento: la resistencia aumenta.
c) Compresión: la resistencia disminuye.
4.2. Sensibilidad del extensometro a la temperatura.
Una variación de temperatura da una variación relativa de resistencia R. debido a que el material conductor varía su resistividad con la temperatura.
4.3. Técnicas de compensación.
- A través de un circuito en puente de Wheatstone.
- Ligamiento de materiales que poseen tengan una despreciable variación de resistencia con la temperatura.
-
4.4. Tipos de Extensómetros.
- Extensómetros de alambre.
- Extensómetros de lamina.
- Extensómetros semiconductores.
Los materiales que suelen utilizarse para fabricar galgas son aleaciones metálicas, como por ejemplo constantán, nicrón o elementos semiconductores como por ejemplo el silicio y el germanio.
4.5. Ventajas.
Tamaño reducido.
Linealidad.
Baja resistencia de salida.
Pueden ser alimentadas con corriente continua o corriente alterna
Tienen una excelente respuesta en frecuencia
Pueden utilizarse para medidas estáticas y dinámicas
Compensación de temperatura relativamente fácil
No son influidas por los campos magnéticos.
4.6. Limitaciones.
El esfuerzo aplicado no debe llevar a la galga fuera del margen elástico
Se necesita una buena adhesión al objeto, para que la medida de la deformación sea correcta.
Un incremento en la temperatura tiene como consecuencia una variación de la resistencia aún sin aplicar ningún esfuerzo.
Coeficiente de dilatación de la galga parecido al del soporte para evitar tensiones mecánicas.
Autocalentamiento de la galga por la disipación de potencia de alimentación.
Linealidad.
Baja resistencia de salida.
Pueden ser alimentadas con corriente continua o corriente alterna
Tienen una excelente respuesta en frecuencia
Pueden utilizarse para medidas estáticas y dinámicas
Compensación de temperatura relativamente fácil
No son influidas por los campos magnéticos.
4.6. Limitaciones.
El esfuerzo aplicado no debe llevar a la galga fuera del margen elástico
Se necesita una buena adhesión al objeto, para que la medida de la deformación sea correcta.
Un incremento en la temperatura tiene como consecuencia una variación de la resistencia aún sin aplicar ningún esfuerzo.
Coeficiente de dilatación de la galga parecido al del soporte para evitar tensiones mecánicas.
Autocalentamiento de la galga por la disipación de potencia de alimentación.
4.7. Aplicaciones.
Medidas de fuerza y par.
Artefactos electrónicos.
Deformaciones.
5. APLICACIÓN PRÁCTICA.
5.1. Las Bandas Extenso Métricas Para Analizar El Estrés De Polimerización.
La extensometría como método para el análisis del estrés de polimerización en los materiales a base de resina frente a los métodos experimentales tradicionales.
No hay muchos estudios que cuantifiquen el valor del estrés de contracción durante la polimerización. Los sistemas empleados para medir estas fuerzas son múltiples y muy variados (todavía no se ha dado con el método definitivo), y por tanto los resultados son también diversos. Entre las numerosas técnicas que se han empleado para el estudio del estrés, como los ensayos mecánicos de tracción/cizalla, la fotoelasticimetría, el análisis matemáticos de elementos finitos, etc. se encuentra el método de análisis del estrés mediante bandas extensométricas.
Entre las ventajas de este método se describen y se destaca el que se trata de una técnica de análisis no destructiva, permitiendo la utilización de la misma muestra en distintos estudios, eliminándose el factor de variabilidad entre los distintos especímenes. De esta manera, el número de muestras necesarias para encontrar resultados significativos puede ser más pequeño, y permiten reproducir diferentes situaciones clínicas al simular mejor las cargas que se producen en la boca.
Como desventajas están su mayor coste económico, su complejidad técnica, su dificultad para colocar las bandas en muestras de dimensiones tan reducidas, y que se requieren conocimientos de física eléctrica.
Esta técnica se viene aplicando en Odontología desde principios de los años 70, siendo el sistema mayoritariamente utilizado para la determinación de las fuerzas de mordida en estudios sobre el funcionamiento del aparato estomatognático.
Así pues, dada la importancia del problema y la existencia de este método de análisis del estrés de contracción, el propósito del estudio es conocer y cuantificar las microdeformaciones que produce la contracción del composite sobre el diente, en restauraciones de clase II, durante su polimerización, y la posible influencia de la temperatura en los registros obtenidos, todo ello con el fin de familiarizamos y describir el método de la Extensometría y sus aplicaciones en el campo odontológico, así cómo ajustar la Extensometría como método de investigación en Odontología Conservadora.
5.2. Técnicas de análisis de tensiones y deformaciones en el material óseo. Aplicabilidad en la evaluación de implantes.
Para investigar el efecto de la implantación de una prótesis, se puede comparar el estado tensional anterior a la implantación para diferentes sistemas de cargas, y el estado
tensional posterior para el mismo conjunto de fuerzas. Así, y en contexto de un análisis comparativo, se puede emitir un juicio crítico sobre la bondad del implante en estas condiciones. Para este análisis comparativo pueden emplearse diversas técnicas experimentales, destacando por su simplicidad la extensometría eléctrica.
En las fotografías puede observarse un ensayo comparativo sobre una réplica de pelvis fabricada en resina de poliuretano por colada en molde de silicona, sobre la que se han instalado 10 galgas extensométricas en la región periacetabular, como puede verse en las fotografías de la figura
Estabilidad inicial frente a solicitaciones dinámicas
La respuesta típica de una galga extensométrica colocada sobre un hueso si se realiza un ciclo de carga-descarga en régimen estático, es lineal durante el proceso de carga y con un ligero bucle de histéresis durante la descarga, propio de la característica viscoelástica del material óseo, como puede verse en la gráfica de la figura.
La extensometría como método para el análisis del estrés de polimerización en los materiales a base de resina frente a los métodos experimentales tradicionales.
No hay muchos estudios que cuantifiquen el valor del estrés de contracción durante la polimerización. Los sistemas empleados para medir estas fuerzas son múltiples y muy variados (todavía no se ha dado con el método definitivo), y por tanto los resultados son también diversos. Entre las numerosas técnicas que se han empleado para el estudio del estrés, como los ensayos mecánicos de tracción/cizalla, la fotoelasticimetría, el análisis matemáticos de elementos finitos, etc. se encuentra el método de análisis del estrés mediante bandas extensométricas.
Entre las ventajas de este método se describen y se destaca el que se trata de una técnica de análisis no destructiva, permitiendo la utilización de la misma muestra en distintos estudios, eliminándose el factor de variabilidad entre los distintos especímenes. De esta manera, el número de muestras necesarias para encontrar resultados significativos puede ser más pequeño, y permiten reproducir diferentes situaciones clínicas al simular mejor las cargas que se producen en la boca.
Como desventajas están su mayor coste económico, su complejidad técnica, su dificultad para colocar las bandas en muestras de dimensiones tan reducidas, y que se requieren conocimientos de física eléctrica.
Esta técnica se viene aplicando en Odontología desde principios de los años 70, siendo el sistema mayoritariamente utilizado para la determinación de las fuerzas de mordida en estudios sobre el funcionamiento del aparato estomatognático.
Así pues, dada la importancia del problema y la existencia de este método de análisis del estrés de contracción, el propósito del estudio es conocer y cuantificar las microdeformaciones que produce la contracción del composite sobre el diente, en restauraciones de clase II, durante su polimerización, y la posible influencia de la temperatura en los registros obtenidos, todo ello con el fin de familiarizamos y describir el método de la Extensometría y sus aplicaciones en el campo odontológico, así cómo ajustar la Extensometría como método de investigación en Odontología Conservadora.
5.2. Técnicas de análisis de tensiones y deformaciones en el material óseo. Aplicabilidad en la evaluación de implantes.
Para investigar el efecto de la implantación de una prótesis, se puede comparar el estado tensional anterior a la implantación para diferentes sistemas de cargas, y el estado
tensional posterior para el mismo conjunto de fuerzas. Así, y en contexto de un análisis comparativo, se puede emitir un juicio crítico sobre la bondad del implante en estas condiciones. Para este análisis comparativo pueden emplearse diversas técnicas experimentales, destacando por su simplicidad la extensometría eléctrica.
En las fotografías puede observarse un ensayo comparativo sobre una réplica de pelvis fabricada en resina de poliuretano por colada en molde de silicona, sobre la que se han instalado 10 galgas extensométricas en la región periacetabular, como puede verse en las fotografías de la figura
Estabilidad inicial frente a solicitaciones dinámicas
La respuesta típica de una galga extensométrica colocada sobre un hueso si se realiza un ciclo de carga-descarga en régimen estático, es lineal durante el proceso de carga y con un ligero bucle de histéresis durante la descarga, propio de la característica viscoelástica del material óseo, como puede verse en la gráfica de la figura.
Registro típico de una galga colocada en un hueso en un ciclo carga-descarga.
Si se realiza el ciclo de carga sobre el hueso con la prótesis implantada y con varias galgas colocadas en la zona periarticular, las galgas registran una lectura exageradamente no lineal, e incluso no monótona, en las zonas donde el movimiento hueso-prótesis es elevado, como se aprecia en la gráfica de la figura
Registro de una galga en un ciclo carga-descarga cuando hay micromovimiento prótesis-hueso
Cualquier conjunto protésico artificial consta de uno o diversos elementos que se fijan al material óseo mediante algún procedimiento.
6. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
http://es.wikipedia.org/wiki/Galga_extensiométrica
http://scielo.isciii.es/pdf/odonto/v20n6/original1.pdf
http://www.upv.es/pms2002/Comunicaciones/039_CLARAMUNT.PDF
http://www.eletr.ufpr.br/marlio/especial/extensometria1.pdf
http://upcommons.upc.edu/revistes/bitstream/2099/6759/1/01)%20Estudio%20de%20la%20capacidad%20estabilizadora%20del%20peroné%20en%20fracturas%20de%20tibia%20de%20conejo.pdf
ÍNDICE.
EXTENSOMETRIA
TRANSDUCTOR
EXTENSOMETROS
BANDAS O GALGAS EXTENSOMÉTRICAS
4.1. Características.
4.2. Sensibilidad del extensometro a la temperatura.
4.3. Técnicas de compensación.
4.4. Tipos de Extensómetros.
4.5. Ventajas.
4.6. Limitaciones.
4.7. Aplicaciones.
APLICACIÓN PRÁCTICA.
5.1. Las Bandas Extenso Métricas Para Analizar El Estrés De
Polimerización.
5.2. Técnicas de análisis de tensiones y deformaciones en el
material óseo. Aplicabilidad en la evaluación de implantes.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.
ÍNDICE.
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