Concepto de dureza

Aunque solemos hablar indiscriminadamente sobre objetos duros o blandos, el concepto de dureza es un poco más complejo que eso. Por ejemplo, ¿el cristal es duro, o blando? ¿Es este más o menos duro que el acero por ejemplo?

El concepto de dureza en un material se refiere a qué tan fácil resulta deformar permanentemente dicho material. Las deformaciones pueden ser permanentes o plásticas (al chocar el auto por ejemplo) o bien elásticas (al estirar un elástico). En el primer caso, el material no recupera su forma y dimensiones originales, en el segundo caso sí lo hace. Así, si se requiere una fuerza pequeña para deformar plástica o permanentemente un material, es un material blando. Si la fuerza debe ser enorme, entonces se trata de un material muy duro.

Hay distintas formas de aplicar las fuerzas necesarias para deformar un material, puede ser súbita y contundentemente, por un objeto que le golpea de frente (impacto), puede aplicarse una presión paulatinamente y aumentarla hasta lograr la deformación (típicamente, así es como se mide la dureza) y también puede ser frotando un material con otro para ver cuál imprime una huella en el otro.

La dureza se debe a la resistencia que ofrecen los átomos dentro de un material. En estado sólido, los átomos tienen poca movilidad y resulta muy difícil que se desplacen. Por ello, se requieren aplicar fuerzas relativamente grandes para desplazar a los átomos. Sin embargo, existen materiales que no soportan bien las fuerzas y se romperán en lugar de deformarse (como el vidrio). Lo que sucede es que una dureza extremadamente alta se traduce en un material sumamente frágil. Así, podemos concluir que el vidrio es más duro que el acero, pero, al ser tan duro, no puede ser deformado; al aplicarse una fuerza considerable, el vidrio no cambiará sus dimensiones, simplemente se romperá.