AUTOAFINIDAD DE LAS TRAYECTORIAS DE PROPAGACIÓN DE GRIETAS EN DOS TIPOS DE PAPEL

Resumen

Está documentado que las superficies de fractura de materiales tridimensionales son objetos autoafines caracterizados por el exponente de Hurst, centrados en valores persistentes o universales de 0,5 y 0,8. La fractura de materiales bidimensionales ha sido menos estudiada y el medio más analizado ha sido el papel. Los modelos teóricos predicen en general valores del orden de 2/3 para el exponente de Hurst en dos dimensiones, sin embargo, los resultados experimentales reportados muestran una dispersión y desviaciones de dicho valor. Siendo el papel un material anisotrópico como resultado de su proceso de fabricación, el efecto de esta característica aún no ha sido estudiado a fondo, tampoco se ha explorado suficientemente el efecto del espesor. En este trabajo analizamos dos tipos de papel de diferente espesor: BPL21 de 30 μm y papel couché de 270 μm; se determinó el exponente de Hurst de las trayectorias de propagación de grietas en modo I para las direcciones máquina, transversal y a 45°. Corroboramos que el exponente de Hurst tiende a distribuirse alrededor del valor de 2/3 para ambos papeles tanto en la dirección máquina como transversal. Sin embargo, en el caso del papel couché y para la dirección a 45°, el exponente de Hurst es de 0,78, lo que sugiere una transición hacia las condiciones tridimensionales que dan lugar al valor universal de 0,8. Nuestros resultados apoyan la conjetura de que los exponentes de rugosidad muestran tres distribuciones estadísticas centradas en los valores 0,5, 2/3 y 0,8.