¿ POR QUÉ SE DOBLA UNA BARRA ?

 

¿ POR QUÉ SE DOBLA UNA BARRA ?

A menudo leemos en la publicidad de algunas marcas de barras olímpicas que tal o cual clase de barra resiste una carga máxima de tantos o cuantos kilos. Esta es una forma muy burda e inexacta de especificar las cualidades de una barra y su capacidad para resistir el trabajo al que va destinada sin doblarse o romperse.

Para hacernos una idea de por qué una barra se comporta de cierta manera, no queda más remedio que recurrir a la física y a los estudios de resistencia de materiales que nos proporciona la metalurgia. De todas maneras no se puede pretender que el propietario de un gimnasio o el usuario de una barra tenga conocimientos técnicos sobre tales materias, de manera que trataremos de explicarlo de la manera más sencilla, cayendo inevitablemente en algunas imprecisiones, con el fin de no complicar mucho la cosa.

Una barra es básicamente una viga de sección redonda y sobre esto la ciencia tiene recorrido un largo camino de estudios teóricos y experiencia.

Cuando una barra se usa, constituye un elemento sometido a unas fuerzas dinámicas algo más complicadas que a las que estaría sometida si estuviera quieta. En principio se trata de una palanca cilíndrica de acero, soportada por dos puntos más o menos cercanos a su centro y más o menos alejados de una carga en los extremos, que es acelerada o frenada y que produce la flexión de la barra. Esta fuerza de flexión se llama "momento flector" y es el producto de la carga por la distancia desde ella hasta el punto de apoyo.

Es fácil deducir que el momento flector es tanto mayor cuanta mayor sea la distancia entre la carga y el punto de apoyo y cuanto mayor sea aquella.

Lo que le sucede realmente a la barra es que para poder flexionar, esta sufre un estiramiento por su parte superior y un aplastamiento por su parte inferior, igual que le sucedería a una viga apoyada por dos puntos cercanos al centro y los extremos libres. A efectos prácticos consideramos que la resistencia al estiramiento y al aplastamiento son iguales y en tal caso el estiramiento de la barra es mayor mientras más alto sea  el punto que consideremos y va disminuyendo hasta el centro, que llamamos "plano neutro" , donde la barra no sufre ni estiramiento ni compresión, si seguimos hacia abajo la barra se va comprimiendo cada vez más hasta llegar al punto inferior donde la compresión es máxima.

Para compensar esto en ingeniería las vigas tienen más acero en la parte donde sufren la tracción máxima. Pero esto no es posible en una barra, que tiene que ser de sección cilíndrica, por lo que sufre el máximo estiramiento y compresion en los bordes superior e inferior, donde la sección es menor, lo que la situa en desventaja.

La fuerza que estira o comprime una barra se mide en "newtons" o en "kilogramos fuerza" , la segunda unidad es aproximadamente diez veces la primera. En estas magnitudes entran no sólo los kilos sino la aceleración o deceleración, que es la diferencia entre la velocidad inicial y final por unidad de tiempo al cuadrado.

Un newton se define como la fuerza necesaria para proporcionar una acleración o deceleración de 1 m/s2 a un objeto cuya masa es de 1 kg.

Cuando una barra es frenada durante su descenso, la fuerza (newtons ) que soporta va en relación directa con la carga y su velocidad inicial y en relación inversa con el tiempo que tarde en detenerse al cuadrado. Mientras menor sea el tiempo que tarde en detenerse, mayor será la fuerza que experimente y de manera exponencial.  Lo podemos ver de un modo práctico: mientras más bruscamente se detenga, mayor es el daño que puede sufrir. No es lo mismo frenar una barra sobre el pecho haciendo un press de banca que frenarla sobre los soportes. En el primer caso pasa de cierta velocidad a cero en un tiempo más largo ( amotiguada ) que cuando cae sobre los soportes, que la detienen en un tiempo mínimo ( golpe brusco ). La cantidad de Nw. que soporta en el segundo caso es varias veces superior al primero. Una barra que resiste perfectamente en el primer caso, puede que no lo haga en el segundo, siendo el peso de su carga el mismo.

A esto hay que añadir el momento flector, mientras más alejada está la carga de su punto de sujeción (distintas anchuras de agarre,sobre los hombros, sobre los soporte, en el suelo, etc.) , mayor palanca se genera y mayores son las fuerzas de estiramiento y compresión que sufre la sección de la barra.

Se llama límite elástico ( límite elástico-plástico ) a la fuerza de tracción máxima ( estiramiento) que es capaz de soportar un material y volver a su forma primitiva una vez que aquella cesa. Esto tiene poco que ver con el tiempo, desde que la fuerza de tracción sobrepasa el limite, el material queda permanentemente deformado. En el caso de nuestra barra, queda estirada en la mitad de su sección y comprimida en la otra mitad ( doblada ).

Se llama límite de rotura a la fuerza de tracción máxima que es capaz de soportar un material sin romperse. Igualmente tiene poco que ver con el tiempo. Desde que la fuerza de tracción sobrepasa el límite el material se rompe. En el caso de nuestra barra esta se raja por la parte superior que es donde soporta la mayor tensión.

La carga de la barra combinada con el momento flector y con la aceleración o deceleración que sufra, produce unas tracciones y compresiones sobre su sección que pueden ser tremendamente superiores a lo que representa la carga de discos que se le haya colocado.

Desde que una pieza comienza a romperse, cesa la tensión en el resto de ella y es aplicada toda en el punto de rotura, digamos que desde que algún punto cede, alivia la tensión sobre el resto. Mientras el material mantiene su integridad, todos sus puntos soportan las tensiones que les corresponden.

Estos límites elásticos y de rotura se miden en Nw. o Kg.fuerza / mm² de sección. Una barra olímpica tiene 616 mm.² de sección , dado que tiene un diámetro de 28 mm.

Las barras de competición homologadas para eventos internacionales tienen un límite de rotura de unos 140 kgs. fuerza / mm², o sea unos 86.000 kgs. fuerza en total. Esto significa que pueden resistir hasta 86 toneladas de tracción sin romperse. Su límite elástico es una magnitud muy inferior, puede ser de aproximadamente la mitad, dependiendo de los aceros utilizados por las distintas marcas. Si esto parece una exageración, no lo es tanto cuando vemos a veces incluso esa barra doblarse en una competición, señal de que en un momento la misma ha sufrido una tensión superior a su límite.

Todo esto nos hace ver que clasificar las barras por los kilos que puede soportar de una manera estática, es un modo muy poco fiable y nada científico de clasificar la calidad de las barras.