Tribologia

TRIBOLOGÍA

La palabra Tribología se deriva del término griego tribos, el cual puede entenderse como “frotamiento o rozamiento”, así que la interpretación de la palabra puede ser, “la ciencia del rozamiento”. La ciencia que investiga la fricción. El estudio no sólo es teórico, sino también de aplicación.

La Tribología es el arte de aplicar un análisis operacional a problemas de gran importancia económica, llámese, confiabilidad, mantenimiento, y desgaste del equipo técnico, abarcando desde la tecnología aeroespacial hasta aplicaciones domésticas. El entendimiento de las interacciones superficiales en una interface requiere tener conocimiento de varias disciplinas incluyendo la física, química, matemáticas aplicadas, mecánica de sólidos, mecánica de fluidos, termodinámica, transferencia de calor, ciencia de materiales, reología, lubricación, diseño de máquinas, desempeño y confiabilidad.

La Tribología se centra en el estudio de tres fenómenos; la fricción entre dos cuerpos en movimiento, el desgaste como efecto natural de este fenómeno y la lubricación como un medio para evitar el desgaste.

La Tribología como ciencia estudia el desgaste por fricción y sus efectos asociados, toma en cuenta entre otros aspectos de la maquinaria industrial: el diseño, los materiales de las superficies en contacto, el sistema de aplicación de la lubricación, lubricante, el medio circundante y en general las condiciones operativas.

Definiciones básicas

• Fricción: Resistencia al movimiento que se experimenta un cuerpo sólido al deslizar sobre otro. La resistencia, que es paralela a la dirección del movimiento, se llama fuerza de rozamiento.

• Desgaste: Daño que sufren las superficies cargadas, en movimiento relativo, acompañado de pérdida de material.

• Esfuerzo: Fuerza exterior aplicada al sistema. El sistema de fuerzas aplicado a una superficie se reduce a una resultante general y a un par. La resultante produce variaciones en la longitud, tracción y compresión, mientras que el par modifica la curvatura, flexión y torsión.

• Tensión: Reacción del sistema a los esfuerzos externos. Las tensiones normales, las producen esfuerzos normales a la sección y las tensiones tangenciales o de cizalladura, se deben a esfuerzos tangenciales a la sección.

• Deformación elástica: La que es reversible y sin pérdida de energía. Se produce desde la ausencia de esfuerzo hasta el límite elástico. Responde a Ley de Hooke: las deformaciones son proporcionales a los esfuerzos.

• Deformación plástica: La que se produce una vez superado el límite elástico. Es irreversible y va asociada a una disipación de energía.

• Límite de fluencia: Valor de la fuerza por unidad de superficie que marca el límite del dominio plástico.

• Límite elástico: Valor máximo de fuerza por unidad de superficie para el cual la deformación permanente no supera el valor predeterminado del 2%.

• Carga de rotura: Valor mínimo de la fuerza por unidad de superficie con el que se rompe la pieza.

• Dureza: Capacidad de resistir la penetración superficial. El ensayo consiste en medir la huella producida por un estilete de punta esférica de acero (Brinell) o de diamante (Rockwell C). Para los materiales férricos existe una buena correlación entre dureza y resistencia a la tracción.

El proceso de desgaste, puede definirse como una pérdida de material de la interfase de dos cuerpos, cuando se les ajusta a un movimiento relativo bajo la acción de una fuerza. En general, los sistemas de ingeniería implican el movimiento relativo entre componentes fabricados a partir de metales y no metales, y se han identificado seis tipos principales de desgaste, como sigue:

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