Una patología numérica en métodos de discretización (comúnmente elementos finitos) en la que la aproximación se vuelve excesivamente rígida y no reproduce la deformación o respuesta correcta, ocurriendo típicamente en estructuras delgadas o materiales casi incompresibles.

Principio

Cuando el espacio de funciones discreto o el esquema de integración no pueden representar modos de deformación clave, las restricciones actúan con rigidez artificial y la solución numérica queda dominada por energía de restricción espuria en lugar de la energía de deformación real.

Demostración

En elementos finitos de bajo orden aplicados a vigas delgadas en flexión, el método predice deflexiones que tienden a cero al disminuir el espesor (shear locking); de forma similar, elementos de desplazamiento estándar en elasticidad casi incompresible sobrestiman la rigidez (bloqueo volumétrico).

Aplicación incorrecta

Tratar el bloqueo como un mero problema de refinamiento de malla y refinar uniformemente sin cambiar la formulación del elemento o la estabilización no eliminará la patología y desperdiciará cálculos conservando el sesgo.

Consecuencia

Si no se corrige, el bloqueo produce rigidez y cargas cualitativamente erróneas, puede impedir la convergencia con el refinamiento de malla y conducir a interpretaciones o decisiones de diseño engañosas.

Inversión

El uso de formulaciones mixtas, integración reducida/ selectiva, elementos de orden superior o diseñados específicamente elimina el bloqueo al restaurar la representabilidad correcta de los modos restringidos a nivel discreto.

Límite

Se refiere a la rigidez inducida por la discretización en aproximaciones numéricas; no al endurecimiento físico del material ni al mal condicionamiento del solucionador no relacionado con la representabilidad de modos de deformación.

Tensión semántica

Tensión entre simplicidad del elemento y fidelidad: formulaciones baratas de bajo orden son atractivas pero compiten con formulaciones mixtas o enriquecidas resistentes al bloqueo, más complejas pero que preservan la cinemática correcta.

Síntesis

El Bloqueo Numérico es la aparición de rigidez artificial por una representación discreta incompatible; detectarlo orienta al practicante a reformular, enriquecer o estabilizar la discretización para que la complacencia numérica coincida con la física.