Criterio de fractura por balance energético que establece que una grieta se propagará cuando la energía elástica liberada por unidad de nueva área de grieta (la tasa de liberación de energía G) alcance o supere la tasa crítica Gc del material; en sólidos frágiles linealmente elástica Gc se aproxima a menudo por dos veces la energía superficial, pero Gc incluye en general toda la disipación en la zona de proceso.

Principio

La extensión de la grieta está controlada por la comparación entre la energía elástica disponible para liberarse (G) y el coste energético de crear superficies y la zona de proceso (Gc); la propagación ocurre siempre que G ≥ Gc bajo las hipótesis mecánicas aplicables.

Demostración

Escenario ilustrativo → Placa previamente agrietada y frágil sometida a una tensión remota creciente: calcular G a partir de la tensión aplicada y la longitud de grieta (o mediante el factor de intensidad K, con G ∝ K^2/E) → Cuando el G calculado alcanza el Gc medido independientemente, la grieta se propaga de forma inestable a través de la placa, demostrando el control por balance energético en el régimen lineal‑elástico.

Aplicación incorrecta

Aplicar el criterio de Griffith sin tener en cuenta la disipación inelástica (plasticidad, fricción, transformaciones de fase) y por ello equiparar Gc a la simple energía superficial en materiales dúctiles o tenaces; el error semántico es tratar la balanza energética original como un umbral de tensión universal cuando el término de resistencia debe incluir todas las disipaciones relevantes.

Consecuencia

En contextos frágiles y lineal‑elásticos apropiados, el criterio proporciona un umbral físico para el crecimiento de grietas y justifica ensayos de tenacidad (Gc o Kc); su mala aplicación (ignorando disipación inelástica o efectos de escala) conduce a estimaciones erróneas de la capacidad portante y a diseños inseguros o excesivamente conservadores.

Inversión

Cuando la fractura implica una inelasticidad significativa en la zona de proceso (gran plasticidad a pequeña escala) o disipación dependiente del tiempo, la forma simple de Griffith debe sustituirse o complementarse por parámetros de fractura que incluyan trabajo plástico (por ejemplo, integral J, curvas R) o por modelos cohesivos/zonas de proceso que incorporen absorción de energía no elástica.

Límite

Claramente dentro: materiales frágiles linealmente elásticos con zonas de proceso pequeñas respecto a la geometría de la grieta y donde la creación de superficie domina la disipación. Caso límite: materiales con plasticidad moderada en la zona de proceso donde Gc contiene energía superficial y trabajo plástico. Claramente fuera: regímenes de fractura dúctil dominados por plasticidad extensa, crecimiento dependiente de la velocidad o ambiental donde otras físicas controlan la propagación.

Tensión semántica

Criterio energético de fractura (Griffith/G) ↔ perspectivas basadas en intensidad de tensiones o criterios locales (campo K); ambas perspectivas están ligadas pero enfatizan resistencias y escalas diferentes.

Síntesis

La intuición de Griffith convierte la estabilidad de grietas en un problema de contabilidad energética: da un umbral para crecimiento frágil y fundamenta la mecánica de fractura, pero su aplicación práctica exige extender el término de resistencia para incluir toda disipación de la zona de proceso cuando el material no es idealmente frágil.