Explicando A Matéria: Módulo de Young

       
        Olá, pessoal! Nessa semana, o Explicando A Matéria traz como tema uma propriedade extremamente importante dos materiais, o Módulo de Elasticidade (E), também conhecido por Módulo de Young.
        Essa propriedade está intrinsecamente correlacionada à deformação elástica dos materiais, determinando se o material é mais ou menos suscetível a esse tipo de deformação; logo, o módulo de elasticidade é fortemente associado à rigidez do material e pode ser definido como a resistência desse material à deformação elástica.
        Em uma curva tensão-deformação, de forma geral, observam-se duas regiões de deformação: a primeira é definida por uma deformação linear, a denominada deformação elástica, que corresponde a uma deformação recuperável, enquanto a segunda região é definida por uma deformação não linear, denominada deformação plástica, que é permanente e irrecuperável. Na primeira região, o material funciona como uma mola, seguindo a lei de Hooke, que demonstra que tensão e deformação são diretamente proporcionais (σ = E * ε, em que σ corresponde à tensão, E, ao módulo de elasticidade e ε, à deformação sofrida). Logo, como pode ser visto pela fórmula da Lei de Hooke, o Módulo de Elasticidade (E) corresponde ao coeficiente angular desta parte de deformação linear, ou seja, corresponde à inclinação da reta relacionada à deformação elástica do material. Quanto maior o E de um dado material, maior será a inclinação da parte linear da curva tensão deformação, e, então, maior a resistência do material à deformação elástica.
        O Módulo de Young, por sua vez, está diretamente relacionado às ligações interatômicas formadoras do material em questão. Desse modo, é diretamente proporcional às forças de ligações atômicas e, portanto, depende fortemente da composição química. Além disso, o módulo de elasticidade é uma propriedade dependente da temperatura. Uma vez que a força de ligação é afetada diretamente pela temperatura, o E também sofre alterações e tende a diminuir com o aumento desta, indicando que o material tende a se tornar menos rígido.

Por questão de curiosidade, alguns exemplos de Módulos de Elasticidade de materiais comuns (à temperatura ambiente):
Aço ≈ 200 GPa
Alumínio ≈ 70 GPa
Concreto ≈ 30 GPa
Óxido de Alumínio ≈ 320 GPa
PET ≈ 3 GPa
PP ≈ 1,3 GPa

Fonte: https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/305684/mod_resource/content/1/Aula%205-Ensaio%20de%20Tração.pdf e CALLISTER, W. D., Ciência e Engenharia de Materiais: Uma Introdução. LTC, 9a Edição, 2016.