viscoelástica

La viscoelasticidad es la propiedad de ciertos materiales de responder a la deformación con una combinación de comportamiento elástico y viscoso. En el componente elástico, la deformación se recupera casi instantáneamente al retirar la carga; en el componente viscoso, la deformación depende del tiempo y la energía se disipa durante el flujo. En conjunto, la respuesta es dependiente del tiempo y de la velocidad de aplicación.

Entre los fenómenos característicos se encuentran la fluencia, la relajación de tensión y la histéresis en ciclos de carga y descarga. La respuesta también varía con la temperatura y con la frecuencia de excitación, especialmente en polímeros y en tejidos biológicos.

Modelos clásicos: Maxwell (resorte en serie) describe fluencia con una resistencia; Kelvin-Voigt (resorte y amortiguador en paralelo) describe deformación retardada; el modelo de Zener, o estándar lineal, combina elementos para capturar almacenamiento y disipación. En el régimen lineal, se trabaja con el módulo de almacenamiento G' y el módulo de pérdida G'', o la razón tan delta = G''/G'.

Los materiales viscoelásticos incluyen polímeros naturales y sintéticos (elastómeros, geles, colágeno y elastina en tejidos), así como alimentos y soluciones. Se emplean en amortiguación y control de vibraciones, sellado, dispositivos médicos, ingeniería de tejidos y recubrimientos. La caracterización se realiza con rheometría y análisis dinámico mecánico (DMA).

La viscoelasticidad abarca comportamientos lineales y no lineales; a deformaciones grandes, la respuesta puede volverse no lineal y depender de la historia de carga.