Un estudio israelí revela una etapa oculta en la falla de materiales
Jerusalén, 9 de septiembre de 2026 (TPS-IL) — Un nuevo estudio realizado por investigadores israelíes e internacionales podría ayudar eventualmente a los ingenieros a detectar cuándo los materiales comienzan a fallar, antes de que una grieta visible los atraviese repentinamente.
Los investigadores descubrieron que las fracturas pueden comenzar con diminutas regiones dañadas que se expanden lentamente antes de transformarse en una grieta de rápido crecimiento. El hallazgo podría ofrecer a los ingenieros una forma potencial de identificar fallos en desarrollo de manera temprana. El mismo mecanismo también podría arrojar luz sobre cómo comienzan los terremotos, aunque la detección de estos precursores de movimiento lento sigue siendo un desafío importante.
El estudio fue dirigido por Yuval Paz y el profesor Jay Fineberg del Instituto de Física Racah de la Universidad Hebrea de Jerusalén, junto con Meng Wang del Instituto de Tecnología de Beijing y Mokhtar Adda-Bedia del CNRS/ENS de Lyon.
A simple vista, el vidrio o el plástico pueden parecer romperse instantáneamente. Pero gran parte del proceso de fractura ocurre antes de la rotura final. Bajo suficiente tensión, se forma una diminuta región dañada dentro del material y, en lugar de convertirse inmediatamente en una grieta, se expande lentamente hacia afuera.
«Nuestro estudio fusiona tres preguntas separadas que son importantes para las personas que estudian materiales y su estabilidad y resistencia», dijo Fineberg a The Press Service of Israel.
Los científicos han entendido durante mucho tiempo cómo se comportan las grietas una vez que comienzan a moverse rápidamente, pero explicar cómo se inicia una grieta ha sido más difícil. El estudio proporciona una explicación mecánica para esta etapa temprana, que los científicos llaman «fluencia» (creep).
«Si lo piensas, esta es la forma natural en que un defecto en un material debería formarse siempre», explicó Fineberg a TPS-IL.
Los investigadores buscaron comprender cómo un pequeño defecto, inicialmente mucho más pequeño que el material en sí, crece hasta que lo atraviesa por completo. Sus experimentos mostraron que la región dañada se expande extremadamente lentamente, a velocidades que van desde micras hasta milímetros por segundo, y representa al menos el 75% de todo el proceso de fractura.
La transición crítica ocurre cuando la región dañada alcanza el espesor total del material.
«El parche esencialmente cambia su ‘topología’ al atravesar finalmente el espesor del material», dijo Fineberg.
En términos más sencillos, la región dañada comienza como un pequeño parche que se expande por sus bordos. Una vez que atraviesa completamente el material, se convierte en una grieta convencional. En ese punto, la grieta requiere mucha menos energía para seguir creciendo y puede acelerarse rápidamente.
## De defecto a fractura
Los investigadores también descubrieron que las fracturas pueden comenzar a un tamaño mucho menor de lo predicho por la teoría de fractura tradicional: aproximadamente 0.1 milímetros, en comparación con un tamaño crítico tradicional, conocido como longitud de Griffith, de aproximadamente 1 milímetro.
El hallazgo sugiere que la tensión que actúa sobre un material, así como el tamaño y la geometría de un defecto existente, juegan un papel en la determinación de cuándo comienza una fractura.
«La base subyacente de la teoría es completamente general y simplemente está relacionada con la geometría de los defectos o grietas», dijo Fineberg a TPS-IL. «La fortaleza de nuestra teoría radica en su simplicidad. Simplemente hemos tenido en cuenta correctamente la influencia de la geometría de la grieta».
Los hallazgos también podrían ofrecer información sobre los terremotos, que ocurren cuando las tensiones a lo largo de las fallas superan las fuerzas que mantienen unidas las placas tectónicas, haciendo que las placas se deslicen repentinamente.
«Dado que la dinámica de los terremotos y el proceso de fractura son (matemáticamente) lo mismo, nuestros hallazgos predicen cómo deberían comportarse los precursores de los terremotos», dijo Fineberg a TPS-IL.
Los hallazgos de los investigadores sugieren que la ruptura de un terremoto podría comenzar de manera similar con una región en expansión lenta antes de acelerarse repentinamente. Fineberg dijo que su equipo ha observado previamente una transición similar en investigaciones sobre fricción.
Los hallazgos no significan que los científicos puedan predecir terremotos actualmente o determinar exactamente cuándo fallará un material. El principal desafío es detectar estas regiones de movimiento lento antes de que ocurra una falla catastrófica.
«Debido a que son tan lentas, no hacen ningún ‘ruido’ mientras se expanden», dijo Fineberg a TPS-IL, lo que las hace difíciles de detectar a través de señales sonoras o sísmicas.
Si los investigadores logran desarrollar formas fiables de detectar estos precursores, los hallazgos podrían tener aplicaciones prácticas.
«Si tenemos éxito, podríamos extender la vida útil de los materiales o, en el caso de los terremotos, posiblemente proporcionar una advertencia temprana de que están comenzando», dijo Fineberg a TPS-IL.
El estudio fue publicado en la revista revisada por pares Physical Review Letters.