METODOS CUANTITATIVOS EN MICROSCOPIA DE LUZ REFLEJADA

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CURSO: MICROSCOPÍA DE MINERALES OPACOS
PROFESORA: ING. JANET QUIÑONES LAVADO
ALUMNOS:
BRAVO MEZA, YALDRI WILMER
CARRASCO ALDAVE, FRANK ERICK
CHIMPAY ARIAS, ELVIS ROSENTHAL
LAURA PAIMA, DIEGO
PACHECO ANDIA, OSCAR ENRIQUE
RUIZ ALARCÓN, JENNIFER
SANCHEZ CORDOVA, JAVIER ADRIEL
SANTOS VARGAS, ELYNOR
I. MÉTODOS CUANTITATIVOS PARA 
LA DETERMINACIÓN DEL COLOR
¿QUÉ ES EL COLOR?
Fenómeno físico de la luz o de la visión, asociado con las diferentes 
longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético.
El color es una cuestión de percepción y de interpretación subjetiva.
Espectro visible
• Diferencias de fuente de luz
• Diferencias de fondo
• Diferencias direccionales
• Diferencias de observador
• Diferencias de tamaño
Condiciones que afectan la percepción 
del color:
EVALUACIÓN DE LA DIFERENCIA DEL COLOR
Hay dos maneras de evaluar el color:
Evaluación visual Medición Instrumental
En la evaluación visual las 
condiciones de visión son 
extremadamente importantes si se 
quiere hacer un juicio correcto.
Se utilizan dos tipos de instrumentos 
para medir el color:
Colorímetros Triestímulo
Espectrofotómetros
COLORIMETRO
Un colorímetro es un aparato de precisión que sirve para medir la respuesta colorimétrica
de muestras de color y convertirlas en valores triestímulos digitalizados.
El ojo humano, cuya sensibilidad los colorímetros tratan de imitar, se comporta justo de
este modo (gracias a tres tipos de células llamadas conos). Todos los colores que vemos
se pueden describir cuantificando la contribución de estos componentes rojo, verde y
azul.
CARACTERISTICAS DE LOS COLORIMETROS
• FUENTE DE LUZ INCORPORADA
• MEMORIA DE DATOS
• COMUNICACIÓN DE DATOS:
• PRESENTACION DE DATOS
• ILUMINACION / ANGULO DE 
VISUALIZACION CONSTANTE
• OBSERVADOR CONSTANTE
• ELIMINACION DE EFECTO DE AREA 
Y EFECTO DE CONTRASTE
• MEDICION DE DIFERENCIA DE 
COLOR
CÓMO FUNCIONA EL COLORÍMETRO
Un Colorímetro Triestímulo utiliza una fuente de luz para iluminar la muestra a medir. La luz 
reflejada fuera del objeto pasa a través de unos filtros de vidrio rojo, verde y azul para 
simular las funciones del observador para un iluminante en particular. Un fotodetector
ubicado mas allá de cada filtro detecta la cantidad de luz que pasa a través de los filtros. 
Estas señales, por último, se muestran como valores X, Y y Z.
Medición de colorímetro
ESPACIOS DE COLOR
Método para expresar el color de un objeto o de una fuente de luz empleando algún 
tipo de anotación, como pueden ser números.
Por ejemplo: Si mediamos el color de la manzana, obtenemos los siguientes 
resultados:
ESPACIO DE COLOR L*a*b
El espacio de color L*a*b* (también llamado CIELAB) es actualmente uno de los
espacios más populares para medir el color de los objetos y se utiliza ampliamente
en casi todos los campos. En este espacio, L* indica luminosidad y a* y b* son las
coordenadas de cromaticidad.
L*=luminosidad
a*= coordenadas rojo/verde (+a indica rojo, -a indica verde)
b* = coordenadas amarillo/azul (+b indica amarillo, -b indica 
azul)
INTERPRETACIÓN DE LOS VALORES NÚMERICOS DEL COLOR
ESPACIO DE COLOR XYZ (Yxy)
• Los valores triestímulos XYZ y el espacio de color Yxy asociado conforman la
base de los presentes espacios de color de la CIE. El concepto de los valores
triestímulos XYZ se basa en la teoría de los tres componentes de la visión en
color, que establece que el ojo posee receptores para tres colores primarios
(rojo, verde y azul) y que todos los demás colores se ven como mezclas de
estos tres colores primarios. Los valores triestímulos XYZ se calculan utilizando
estas funciones de coincidencia de color del Observador estándar.
Si medimos la manzana utilizando el espacio de color Yxy, obtenemos los
valores x=0,4832 e y=0,3045 como coordenadas de cromaticidad, que
corresponden al punto (A); el valor de Y de 13,37 indica que la manzana tiene
una reflectancia del 13,37%.
Principios para la medición del color
• Cualquier color puede ser producido variando la proporción de 3 tipos de
radiaciones (azul(B), roja(R) y verde(G)).
𝐵 + 𝑅 + 𝐺 = 𝑄
Donde Q sería un color cualquiera y las otras letras las proporciones necesarias
para formarlo
• La mezcla de dos colores formados por la mezcla de proporciones de estos 3
colores primarios, se puede obtener sumando las proporciones usadas.
𝐵1 + 𝑅1 + 𝐺1 = 𝑄1
𝐵2 + 𝑅2 + 𝐺2 = 𝑄2
Entonces: 
𝐵1+2
2
+
𝑅1+2
2
+
𝐺1+2
2
=
𝑄1+2
2
Si dos fuentes luminosas dan la misma sensación de color, lo seguirán
haciendo si el brillo de ambas es aumentado o disminuido en la misma
proporción.
Aunque se necesitan 3 variables (tono, saturación y brillo) para determinar
un color, solo 2 se toman en cuenta en el plano de color o plano de
cromiticidad; el cual es un plano con brillo constante.
Sistema RGB y HSI
• Luminancia (L): Es la medida fotométrica
de la intensidad de la radiación luminosa.
Está asociado con el brillo (brightness),
intensidad (intensity) o nivel de gris (value)
del color.
• Longitud de onda dominante (λd): Es la
longitud de onda de la radiación
monocromática o color puro más parecida
al color considerado (nm). Está asociado
con el tono (hue) del color.
• Factor de pureza (e): Coeficiente
numérico sin unidades y entre 0 y 1 (1 =
color puro), que expresa el grado de
disolución del color puro (λd) en blanco.
Está asociado con el concepto de
saturación (saturation) del color.
ESPECTROFOTÓMETRO
• Aparato de alta precisión que
se usa en colorimetría para
analizar la composición
espectral de una muestra de
luz ( reflejada o incidente)
Esquema de funcionamiento de un espectrofotómetro de reflectancia
El funcionamiento de los espectrofotómetros de reflectancia ( que miden la luz
reflejada en un objeto) se basan en iluminar algo con luz blanca y, mediante un
dispositivo llamado monocromador, calcular la cantidad de luz que refleja en
una serie de intervalos de longitudes de onda. Con esos datos se puede
dibujar un diagrama que es una curva de distribución espectral de la luz
reflejada en ese caso.
El espectro de reflectancia de una muestra se puede usar, junto con la función
del observador estándar CIE y la distribución relativa de energía espectral de
un iluminante para calcular los valores triestímulos CIE XYz para esa muestra
bajo ese iluminante.
ESPECTROS DE ABSORCIÓN
• La fracción de luz incidente absorbida por una solución a una longitud de
onda está relacionada con el paso óptico y con la concentración de la
especie absorbente.
• La absorbancia de una solución es directamente proporcional a su
concentración a mayor número de moléculas mayor interacción de la luz
con ellas; también depende de la distancia que recorre la luz por la
solución
• Muchos compuestos tienen espectros característicos de absorción en la
región visible y ultravioleta y esto hace posible la identificación de dichos
materiales en una mezcla
CURVA ESPECTRAL CODIFICADA
La curva de distribución de energía espectral es aquella que muestra la relación existente entre la 
energía emitida (eje de ordenadas) y la longitud de onda de la radicación (eje de abscisas). 
Curva espectral de algunos minerales
Ejemplo de imagen multiespectral adquirida por el sistema CAMEVA, formada por 13 bandas
adquiridas a intervalos de 50 nm entre 400 y 1000 nm. Se incluye la banda pancromática y una
vista en color RGB obtenida combinando las bandas de 400 a 650 nm
APLICACIONES
Identificación Colorimétrica del total de Hierro
MÉTODO DE LA DITIZONA
• Transferir una parte alícuota de la
muestra que contiene plata, a un
embudo de separación, ajustar la
acidez aproximadamente, a 0,5 N.
• Añadir 10 mi de disolución de ditizonaen tetracloruro de carbono,
al 0,001 %, y agitar bien, la capa del
reactivo, mostrará un color verde
residual, a menos que haya presente
mucha plata, se separa la capa y se
lee la transmisión a través de un filtro
amarillo, y se compara con una curva
de calibración realizada en las
mismas condiciones.
II. MÉTODO PARA LA MEDICION DE 
REFLECTANCIA EN MINERALES OPACOS
❖ REFLECTANCIA
La reflectividad de una
superficie pulida, un mineral,
se define como el porcentaje
de luz incidente que es
reflejada por esa superficie.
La reflectividad puede
medirse cuantitativamente
utilizando un fotómetro
acoplado al microscopio,
aunque generalmente se
hace una estimación
cualitativa
FIG.N° 1. Escala de reflectividad y ejemplos para minerales
transparentes, semiopacos y opacos. En el esquema Ii, lr, It se
refieren a la intensidad incidente, reflejada y transmitida
respectivamente.
❖ FACTORES QUE AFECTAN LA REFLECTANCIA
✓ Muestra deslustrada
✓ Muestra sucia
✓ Orientación de la muestra 
✓ El angulo de incidencia de la luz
✓ Color de los minerales acompañantes
La esfalerita de baja reflectancia acompañada de baritina
y/o cuarzo tienen muy baja reflectancia, pueden dar una
impresión errada de tener reflectancia alta.
❖ Técnica de la medida de la reflectancia en microscopia
Es un método comparativo que consiste en hacer coincidir normalmente un
haz luminoso sobre una superficie pulida.
Si se tiene una superficie reflejante cuyos valores de reflectancia se conoce,
es posible establecer una comparación entre los desplazamientos de la escala
galvanométrica provocados por las dos superficies y calcular la reflectancia
del material problema.
Parte de la luz es absorbida por el material y el resto reflejada hasta la
superficie sensible de un fotomultiplicador que transforma la intensidad
luminosa en una corriente eléctrica, medida con un galvanómetro.
La magnitud del desplazamiento de la escala galvanométrica es directamente
proporcional a la intensidad luminosa recibida.
FIG.Nº 2. Método comparativo que 
consiste en incidir un haz de luz 
monocromática al mineral.
Rst = Reflectancia del standard.
Gst = Valor numérico del desplazamiento de la escala
galvanométrica debido a la reflectancia del standard.
Rp = Reflectancia de la superficie problema.
Gp = Valor numérico del desplazamiento de la escala
galvanométrica debido a la reflectancia del problema.
Las determinaciones se efectúan con luz monocromatica intercalando entre
el equipo de iluminación y el condensador del microscopio, un filtro
interferencial degradado que abarca las longitudes de ondas comprendidas
entre los 440nm y 660nm.
FIG.Nº3 Curva de dispersión de las reflectancias en aire del standard 
Sika 2538,28 calibrado por el N.P.L. Londres. Standard oficial para 
España.
“Sika”: carburo de Silicio ( standard)
Técnica de la medida de la reflectancia en 
microscopia con aceite Cargille
Las mediciones de la
reflectancia de una
superficie pueden ser
efectuadas también
microscópicamente con el
equipo óptico adecuado y
un liquido de inmersión.
Siguiendo el mismo
procedimiento que con
muestra seca, se obtiene la
siguiente curva de
dispersión de reflectividad FIG. 4. Curva de dispersión de las reflectancias en 
aceite del standard Sika 2538,28.
Curva de dispersión en aire del standard, 
carburo de silicio "Sika"
Curva de dispersión de la reflectividad en 
aceite Cargille
Resultado de las reflectividades
obtenidas en aire y en aceite de 
inmersión con el método 
expuesto.
CALCULO DE LAS CONSTANTES FISICAS 
De acuerdo con la fórmula original de FRESNEL la
reflectancia (R) de los materiales isótopos transparentes
es:
Entre la superficie reflejante y la lente frontal del objetivo
del microscopio lectura es efectuada en el aire, N =1,
y la fórmula es como sigue:
En los materiales absorbentes, con un índice de
absorción k, el valor de la reflectancia R, depende de las
dos constantes físicas citadas.
Si las mediciones de las reflectancia R de
una superficie de un material absorbente se
efectúan en aire y en aceite, aplicando la
fórmula anterior para los dos medios citados,
obtendremos las dos ecuaciones siguientes:
Cuando Raire y Raceite han sido determinados
experimentalmente y las dos constantes
físicas n, k, figuran como incógnitas (BEREK
y PILLER.
A partir de las dos ecuaciones anteriores las
incógnitas vienen dadas por las expresiones
siguientes:
III.- MÉTODOS CUANTITATIVOS PARA 
LA DETERMINACIÓN DE LA DUREZA
DUREZA
Resistencia a la identación permanente bajo cargas estáticas o (dureza por
penetración).
Absorción de energía bajo cargas de impacto o dinámicas (dureza por rebote)
Resistencia a la abrasión (dureza por desgaste)
La propiedad que tienen los materiales de resistir la penetración de un
identador bajo carga. En este sentido definiremos dureza como la resistencia
de un material a la deformación plástica localizada
Resistencia al rayado (dureza por rayado).
Ensayos de Dureza
A. ENSAYOS ESTÁTICOS
B. ENSAYOS DINÁMICOS
• BRINELL
• VICKERS
• KNOOP
• ROCKWELL
• SHORE
• LEEB 
• POLI
• UCI
ENSAYOS ESTÁTICOS DE DUREZA
En este caso un identador se presiona contara la superficie
de ensayo con una carga que se aplica en forma
relativamente lenta.
En general la medida de dureza en este tipo de ensayo
resulta del cociente de la carga aplicada y el área de la
huella que deja el identador en la superficie, como es el
caso de los método Brinell, Vickers y Knoop, o bien es una
medida de la profundidad de la identación como en el
ensayo Rockwell.
A. 1. ENSAYO DE DUREZA BRINELL
El ensayo de dureza Brinell consiste en presionar la superficie del material a
ensayar con una bolilla de acero muy duro o carburo de tungsteno,
produciéndose la impresión de un casquete esférico correspondiente a la
porción de la esfera que penetra
• El valor de dureza, número de Brinell HB, resulta de dividir la carga 
aplicada P por la superficie del casquete, por lo que:
P: carga aplicada
h: profundidad
D: diámetro
HBS para los casos en que se utilice bola de acero
HBW para cuando se utilice bola de carburo de tungsteno
200 HB 10 3000 15
Tiempo de ensayoDiámetro de la bola
FuerzaDureza Brinell
Indica una dureza Brinell de 220 medida con una bola de 10 mm de
diámetro y una carga de 3000 kgf aplicada durante 15 s.
A.1.1 NOTACIÓN
A.1.2. OBSERVACIONES
La dureza se determina en función del área del casquete que forma su
huella, si bien esa área depende, en parte, de la profundidad de la huella
El ensayo Brinell se aplica a materiales cuya dureza no supere los 500
HB; si se aplica a materiales muy duros se cometen errores significativos.
Aunque da resultados más fiables si los espesores son grandes, se puede
utilizar para espesores pequeños disminuyendo la carga aplicada y el
diámetro del penetrador.
Durómetro Prueba de dureza Brinell
A.2. ENSAYO DE DUREZA VICKERS
La determinación de la dureza Vickers es similar a la Brinell ya que se
obtiene del cociente de la carga aplicada por la superficie de la impronta.
Sin embargo en este caso se utiliza una carga pequeña y el penetrador es
un diamante en forma de pirámide
La pirámide de diamante Vickers es de base cuadrada, y el ángulo de
las caras opuestas es de 136 grados con una penetración igual a 1/7
de la longitud de las diagonales. La forma de la huella es
teóricamente un cuadrado perfecto.
Relación entre la escala de Mohs y los valores Vickers de dureza
Khrushchov
Young
Dv: Dureza de Vickers
Dm: Dureza de Mohs
A.2.1 NOTACIÓN
Indica una durezaVickers de 640 medida con una carga de 30 kg
en un tiempo de 15 segundos.
A.2.2. OBSERVACIONES
El método de Brinell y método de Vickers además de diferenciarse 
en el penetrador, también se diferencian en el tipo de material al 
que se puede aplicar el ensayo.
La dureza Vickers depende del área lateral de la huella realizada,
pero también de la carga aplicada en el ensayo. El tiempo de
aplicación varía entre 10 y 30 segundos, siendo 15 segundos lo
más habitual.
Se puede emplear con piezas de espesores de hasta 0.2 mm.
Durómetro Prueba de dureza Vickers
A.2.3. APLICACIONES
Estudio de la anisotropía de la dureza del cinabrio
En el cinabrio se ,han pulido las secciones cortadas paralelamente a (1010), 
(1120), (1011), (0001)
Procedimiento:
a) Desbaste sobre placa de vidrio empleando como abrasivo polvo de carborúndum
3F lubricado con agua
b) Pulido sobre discos de plomo empleando sucesivamente como abrasivos :
Alúmina de corte rápido, Alúmina de corte bajo y Alúmina de pulido gamma ;
c) el pulido final se consiguió mediante el empleo del Fine-Grade Polishing Medium
sobre disco de aluminio cubierto cori gamuza durante un corto período de tiempo, de
uno o dos minutos.
Siendo condición necesaria que la punta de diamante del equipo de
microdureza incida completamente normal a la superficie del mineral objeto de
estudio, mediante el empleo de un torno mecánico de precisión.
11201010
1011 0001
A.3. ENSAYO DE DUREZA ROCKWELL
Determina en función del grado de penetración de la pieza a ensayar a
causa de la acción del penetrador bajo una carga estática dada.
Difiere del ensayo Brinell en que las cargas son menores y los 
penetradores más pequeños por lo que la impronta será menor y 
menos profunda.
No requiere la utilización de fórmula alguna para la determinación de 
la dureza
❖Estándar ASTM E 18-03
De ensayo por indentación por el cual,
con el uso de una máquina calibrada.
Bajo condiciones específicas contra la
superficie del material a ser ensayado,
en dos operaciones, y se mide la
profundidad permanente de la
impresión bajo condiciones específicas
de carga.
Es un método
Se fuerza un indentador cónico
esferoidal de diamante (penetrador de
diamante), o una bola de acero
endurecido (acero o carburo de
tungsteno)
Fig. Nº 1 DURÓMETRO 
ANALÓGICO Y MANUAL
FIG.Nº3 DURÓMETRO 
COMPLETAMENTE 
AUTOMÁTICO
FIG. Nº 2 DURÓMETRO 
SEMIAUTOMÁTICO CON 
PANEL DIGITAL
A.3.1. INSTRUMENTOS 
FIG.Nº4 ESQUEMA DE MEDICIÓN DE LA DUREZA ROCWELL
FIG.Nº5 NDICADOR CÓNICO 
ESFEROIDAL 
A.3.2. APLICACIÓN 
FIG.Nº6 Secuencia de cargas, F, y profundidades en el ensayo Rockwell.
A: CÓNICO ESFEROIDAL
(DIAMANTINO)
B: ESFERA DE ACERO, O
CARBONO DE TUNGTENO
NÚMERO DE ROCKWELL (HR):
HR* = 100 – e
HR**=130 - e
e= h 
FIG.Nº7 ESCALA:
ROJA (TIPO B)
NEGRO (TIPO A)
CARGA APLICABLE:
❖ TABLA DE ESCALAS DE DUREZA ROCKWELL
N HR LETRA “LETRA DEL MATERIAL”
❖Letra del material = W-tungsteno, D -
diamantino
❖ NOMENCLATURA
❖N = Al número de carga
aplicada en KgF
❖HR = número de Rockwell
❖Letra = escala
❖CONSIDERACIONES
La cara a ensayar debe ser lisa y plana, la carga debe actuar en forma
perpendicular a la probeta, la cual no debe moverse durante el
ensayo.
El ensayo debe ser descartado si la cara opuesta a la ensayada
presenta una marca por pequeña que sea, ya que esto implica que el
apoyo soportó parte de la carga.
El valor de dureza debe resultar del promedio de por lo menos tres 
mediciones las que deberán efectuarse a una distancia de no menos 
de 3 mm.
A.3.3. TIPO ROCKWELL SUPERFICIAL
En este caso se utiliza una
carga inicial de 3 kg y cargas
adicionales de 12, 27 y 42 kg.
Los aceros nitrurados o cementados. Con los
penetradores esféricos se pueden ensayar
los aceros blandos, bronces, etc.
Piezas extremadamente delgadas tales como
hojas de afeitar, o bien en aquellas que han sido
endurecidas superficialmente en una capa de muy
delgado espesor
La dureza superficial con el
cono de diamante
Se emplea en 
Como es el caso de
La máquina de ensayo
tiene una escala única.
Correspondiendo cada
división a 0,001mm.
Lo que hace a un rango
total de penetración de
0,1 mm.
Escala dividida en 100
partes iguales.
FIG.Nº8 Máquina de ensayo
En este caso las combinaciones entre penetradores y cargas se distinguen con 
subíndices, constituidos por el valor de la carga total en kg y las letras N, T, W, X e 
Y. 
Significa dureza Rockwell superficial
– carga: 30 kg – penetrador: cono de
diamante
Significa dureza Rockwell
superficial – carga: 45 kg –
penetrador: bolilla 1/16”.
HR30N HR45T
❖TABLA DE ESCALAS DE ROCKWELL SUPERFICIAL
FIG.Nº9 Ensayo con diamante Rockwell.
FIG.Nº10 Socavamiento por 
penetración.
COMPARACIÓN ENTRE ENSAYOS DE ROCKWELL
A.4. ENSAYO DE DUREZA KNOOP
Sirve para hallar la microdureza
de láminas muy delgadas
Depósitos electrolíticos (como compuestos
de cianuro y potasio de plata, de color
blanco con una escala de <100 en HK).
Consiste en la penetración de un
indentador de forma piramidal de
base romboidal.
Incluye
FIG.Nº11 Indentador piramidal
FIG. Nº12 NRELACIÓN DE
LAS DIAGONALES DE LA
BASE ROMBOIDAL:
L/W = 7/1
Se le toman sus medidas (a
través de un microscopio
potente)
Aplicación de la fórmula de
KNOOP.
En el cual
Para la
Aplicando cargas que van
desde los 10gF hasta los
1000gF.
A.4.2 APLICACIÓN
❖ ÁREA DE LA SUERFICIE DE LA 
HUELLA
S = W*L/2
DONDE:
W: DIAGONAL PEQUEÑA
L: DIAGONAL GRANDE
FIG.Nº13 INDENTADOR DE
FORMA PIRAMIDAL CON
BASE ROMBOIDAL
𝐻𝐾 = 14229 ∗
𝑃
𝐿2
∗
𝑔𝑟𝐹
𝑢
❖ NÚMERO DE KNOOP (HK)
P= carga aplicada en gramos fuerza
L=diagonal mayor de la huella
❖TABLA COMPARATIVA DE LA ESCALA DE KNOOP Y 
LA DE MOHS
MINERAL MOHS KNOOP
TALCO 1 1
YESO 2 32
ORO ~2.5 69
CALCITA 3 135
FLUORITA 4 163
APATITO 5 430
ORTOSA 6 560
CUARZO 7 800-900
TOPACIO 8 1300-1400
CORINDON 9 2000
CARBURO DE SILICIO ~9 2480
DIAMANTE 10 8000-8500
FIG.Nº14 Escala de Mohs
FIG.Nº15 Probetas montadas y pulidas
en el laboratorio de metalografía para
comprobación de la dureza Knoop.
ENSAYOS DINÁMICOS DE DUREZA
En los ensayos dinámicos la carga se aplica en forma de impacto
a diferencia de los métodos estáticos en los que se aplica en
forma relativamente lenta y progresiva.
Los resultados que arrojan los métodos dinámicos son
dependientes de la elasticidad del material y por lo tanto los
resultados son comprables en materiales con las mismas
propiedades elásticas.
A.5. MÉTODO DE SHORE
Consiste en Determinar el rebote que sufre un percutor al chocar contra
la superficie que se ensaya, cuando se lo deja caer desde
una altura determinada.
El percutor utilizado es de acero duro de forma cilíndrica y
punta redondeada de muy buena terminación, la que
también puede ser de diamante.
Material
El tubo se encuentra dividido una escala en partes iguales
llamada escala “Shore”. La graduación abarca desde o
hasta 150”.
Escala
A.5.1. FUNCIONAMIENTO
El percutor cuyo peso es de 3 a 7 gr se deja caer desde una altura de 250
mm y la lectura del rebote se hace directamente en una escala de 150
divisiones en la que un rebote que alcanza 100 divisiones corresponde a
un acero templado para herramientas.
escleroscopio shore
Cuando el percutor cae sobre una superficie una parte de la energía potencial
inicial es absorbida por la deformación plástica que sufre la superficie del
material.
Si el percutor se deja caer en un material
blando y en uno comparativamente más
duro, el rebotedel percutor alcanzará
menor altura luego de impactar en la
superficie del material más blando ya que
habrá una mayor penetración y por lo
tanto una mayor absorción de energía.
Donde
A.5.2. APLICACIÓN
En los últimos años, este método se aplica a la mecánica de rocas para
cuantificar la dureza del material rocoso.
PROCEDIMIENTO
El procedimiento sugiere posicionar la punta del equipo en varios puntos sobre la
superficie del material rocoso.
Por cada punto, hacer un total de cinco medidas y seleccionar el valor más alto
como el representativo de cada punto.
La dureza Shore será el promedio de las lecturas en los puntos escogidos.
Como el equipo tiene una punta fina, en materiales rocosos con minerales
visibles y mayores al área de esa punta, las medidas se hacen sobre los granos
individuales de minerales.
A.6. MÉTODO DE LEEB
Una evolución del método Shore es el método de Leeb.
Es 
Método de mediación de dureza por rebote mediante
equipo portátil y de aplicación en metales y material rocoso
pulido. El principio es el mismo que en la dureza Shore.
En este caso un cuerpo con un percutor que puede ser una
bolilla de carburo de tungsteno de 3 o 5 mm de diámetro
Material
A.6.1. FUNCIONAMIENTO
El percutor es lanzado a velocidad conocida, por acción de un resorte. Cuanto
más blando el material a ensayar menor velocidad alcanzará el cuerpo percutor
luego del impacto.
A diferencia del método de Shore, el de Leeb permite medir dureza en
cualquier dirección. Esto se debe a que el percutor es lanzado por acción
de un resorte, y a que se mide la velocidad antes y después del rebote, lo
que permite la corrección por software del valor del cociente de
velocidades VR/VI en función del ángulo de medición.
A.6.2. CÁLCULO DUREZA LEEB (HL)
La dureza Leeb HL se define a partir del cociente de la velocidad de impacto VI y
la velocidad de rebote VR de la siguiente manera:
A.6.3. APLICACIÓN
Para medir la dureza Leeb, se usan equipos portables, equipados con un
software definido con la fórmula anterior.
PROCEDIMIENTO
La superficie de la muestra tiene que estar pulida, limpiada (libre de agua y
aceite, u otro líquido) y debe tener una rugosidad promedio Ra mayor a 2 µ
Esto se consigue con una piedra de pulimento de Carburo de Silicio (SiC)
La masa suficiente de material rocoso que se necesita para ensayar es por lo
general mayor a 0,2 kg, donde esta debe tener una altura mayor a 5 mm.
Aquellas muestras menores a 5 kg se apoyan sobre un soporte metálico de 5 kg.
Con estos equipos se pueden ensayar rocas con planos paralelos de
sedimentación o foliación, donde cada capa tiene al menos 0,8 mm de espesor, y
el impacto se hace perpendicular a estos planos.
Los resultados que arrojan tanto el método de Shore como el Leeb dependen
de la resiliencia de la probeta, la del matillo y la deformación permanente sobre
el material ensayado. La influencia de las propiedades elásticas del material
puede resultar en que si se ensayan dos materiales cuya “dureza real” es la
misma, se obtengan valores diferentes, debido a las diferencias en la resiliencia
de ambos materiales.
La dureza obtenida por este método y el shore pueden convertirse a los métodos
de medición de dureza más comunes (Rockwell, Vickers, Knoop, etc)
A.7. ENSAYO DE DUREZA POLDI
¿Qué es? y ¿En qué consiste?
Se trata de un ensayo dinámico a diferencia de los anteriores. La carga es aplicada con 
un golpe de martillo que ocasionará dos huellas: una en el material a ensayar y otra en 
una probeta de dureza conocida. 
El valor de dureza se obtiene de la comparación de la huellas, por lo que no tiene 
relación directa con la carga de impacto aplicada.
Método de impacto que consiste en lanzar una bola de acero 
de 5mm de diámetro sobre una probeta del material objeto de 
medida, de manera que el impulso produzca una huella 
permanente.
Es variante del ensayo Brinell de dureza
A.7.1. ¿CÓMO SE CALCULA?
Por efecto del golpe el penetrador produce dos impresiones, una en el material a ensayar 
y otra en el cubo patrón. A partir de los diámetros de ambas improntas y mediante tablas 
que acompañan al aparato se puede determinar la dureza. 
Utilizando la formula de Brinell y dado que la carga que actúa sobre el elemento patrón es 
la misma que actúa sobre la superficie a ensayar, la dureza de la pieza a ensayar resulta.
HBv = Dureza del cubo patrón
D = Diámetro de la esfera de tungsteno
Dv = Diámetro de la impronta en el cubo patrón
Dp = Diámetro de la impronta en la pieza
HBp = Dureza de la pieza en unidades Brinell
La gran diferencia que existe entre la dureza Brinell convencional y la Brinell de 
taller es el modo de aplicación de la carga. 
En la dureza Brinell convencional la carga se aplica en forma estática, es decir 
en forma comparativamente lenta respecto del método Brinell de taller, lo que 
da lugar a un mayor flujo plástico en el material.
A.8. ENSAYO DE DUREZA U.C.I.
• ¿Qué es? y ¿En qué consiste?
Es un ensayo en el que se evalúa la frecuencia ultrasónica que con la que se excita el 
identador de Vickers
La huella no es evaluada ópticamente como en ensayos anteriores.
La frecuencia de oscilación del indentador es captada por piezoreceptores, a partir de la 
cual se calcula el valor de dureza (HRC/HV/HB).
Material Blando
Producirá un mayor corrimiento (desplazamiento) en la frecuencia de 
oscilación del sistema
Material Duro
Producirá un menor corrimiento (desplazamiento) en la frecuencia de 
oscilación del sistema
Ensayo
“Ultrasonic Contact
Impedance”
(Impedancia de contacto 
ultrasónica)
Instrumento
Durómetro por ultrasonido
 Esto se debe aclarar, ya que durante en ensayo esta categorizado como :
 “Durómetro por ultrasonido portátil según el método UCI
Este método utiliza ondas ultrasonoras que, a diferencia de las ondas luminosas, su
vibración y propagación tienen la misma dirección (Ondas longitudinales)
Las sondas de ultrasonido convencional puede tolerar temperaturas de hasta
aproximadamente 50 °C o 125 °F. Con temperaturas más altas, pueden eventualmente
sufrir daños permanentes debido al desprendimiento interno causado por la dilatación
térmica. Si el material bajo ensayo presenta una temperatura de aproximadamente 50
°C o 125 °F, es necesario emplear una sonda de alta temperatura y técnicas analíticas
especiales.
A.8.1. CARACTERÍSTICAS 
• Destaca por su amplio rango de medición, su manejo sencillo.
• Alta resistencia a bajas temperaturas de máximo -20 ºC.
• Se trata de un tipo de ensayo no destructivo.
• Presenta diferentes escalas de dureza (HRC/HV/HB).
• También puede determinar la resistencia de tracción hasta 1740 MPa. (Resistencia de un
material al ser sometido a limites de Elasticidad/plasticidad/rotura)
• El instrumento en si es un medidor de dureza ligero, portátil, práctico y potente, para la
prueba de dureza rápida y fácil, y también para uso fuera del laboratorio.
• Es útil para todos los materiales metálicos, ya que al ser conductores de electricidad los
hace por excelencia conductores de vibración (Y nosotros evaluamos minerales metálicos
ya que estos son los que se estudian en la identificación de minerales de luz reflejada)
El método UCI utiliza un identador Vickers sujeto a una varilla que es
excitada armónicamente, a una frecuencia aproximada de 70 kH, por un
sistema de transductores piezoeléctricos.
Esquema del sistema de medición de dureza UCI
De esta manera la varilla que soporta al identador oscilará a la frecuencia
de resonancia correspondiente como si fuera un sistema masa resorte.
Modelo de masa-resorte de la varilla oscilante
Espesores de 2mm hasta 20mm.
Rango 
Rockwell 20 ... 70 HRC 
Brinell 90 ... 450 HB 
Vickers230 ... 940 HV 
Resistencia tracción
370 ... 1740 MPa 
Precisión 
± 1,5 % HRC
± 3 % HB 
± 3 % HV 
BIBLIOGRAFÍA
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Interscience Publication. Nueva York-Estados Unidos.
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❖A. RODRÍGUEZ- REY, L. M. SUÁREZ DEL RÍO, L. CALLEJA Y V. G. RUIZ DE
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❖LUDGER O. SUAREZ-BURGOA Descripción del MACIZO ROCOSO INTRODUCCION A
LA INGENIERIA DE ROCAS DE SUPERFICIE Y SUBTERRANEA. Segunda Edición,
Revisada (Versión Electrónica) - Capítulo 10, otros ensayos de dureza relativa. MARZO,
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