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Revisión de Pruebas de Nano- y Micro-Indentación para Rocas

Autores: He, Qingqing; Konietzky, Heinz

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Revisión de Pruebas de Nano- y Micro-Indentación para Rocas


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Nano
Micro-indentación
Rocas
Dureza
Módulo elástico
Tenacidad a la fractura

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La nano- y microindentación se han convertido en herramientas esenciales para cuantificar el comportamiento micromecánico de las rocas más allá de las pruebas macroscópicas tradicionales. Esta revisión resume la evolución histórica, las metodologías experimentales y los modelos de interpretación (por ejemplo, Oliver-Pharr, Doerner-Nix, métodos basados en energía, Hertz/ECM/Lawn), con un enfoque particular en los desafíos específicos de las rocas, como la heterogeneidad, la anisotropía y la rugosidad de la superficie. Una encuesta estructurada de la literatura (1980-agosto de 2025) cubre estudios representativos sobre esquisto, caliza, mármol, arenisca, arcosa y granito. La transición de las mediciones de dureza clásicas a la indentación instrumentada avanzada ha permitido una determinación más confiable de las propiedades localizadas, incluyendo dureza, módulo elástico, tenacidad a la fractura y fluencia. Se presta especial atención a la aplicabilidad y limitaciones de los diferentes modelos de interpretación cuando se aplican a rocas heterogéneas y anisotrópicas. Los desafíos actuales incluyen una alta sensibilidad a las condiciones de la superficie y dificultades para capturar la complejidad total del comportamiento natural de las rocas. De cara al futuro, las direcciones prometedoras involucran sistemas inteligentes que integran análisis de datos impulsados por IA, automatización robótica y modelado multiescala (desde la dinámica molecular hasta el FEM continuo) para permitir un diseño predictivo de materiales. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar a los geocientíficos e ingenieros una base integral para la aplicación efectiva y el desarrollo adicional de pruebas basadas en indentación en la mecánica de rocas y la ingeniería geotécnica.

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