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Es
la disciplina científica que estudia la
fricción, desgaste y lubricación. Estudios
llevados a cabo a través del mundo por miembros
de la SOCIETE OF TRYBOLOGY AND LUBRICATION
ENGINEERS han revelado que una
tercera parte de la energía mundial que
se consume, es debido a la fricción o rozamiento.
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Las naciones
industrializadas del mundo gastan billones
de dólares anualmente tratando de solucionar
estos problemas. Por esta razón en 1985
un grupo de estudiosos de Tribología se
unió, y crearon la fórmula anti-friccional
METAL LUBE con la capacidad
de reducir la fricción hasta un
95%.
La Tribología: Arte, Ciencia y Tecnología
La palabra Tribología se deriva
del término griego tribos, el cual
puede entenderse como "frotamiento
o rozamiento", así que la traducción
literal de la palabra podría ser,
"la ciencia del frotamiento".
Los diccionarios definen a la Tribología
como la ciencia y tecnología que
estudia la interacción de las superficies
en movimiento relativo, así como
los temas y prácticas relacionadas.
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
interfase 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
Historia nos respalda
En sí, la Tribología podría
parecer algo nuevo, pero solamente el término
como tal lo es, ya que el interés
en temas relacionados con la disciplina
existe desde antes de que la historia se
escribiera. Como un ejemplo, se sabe que
las "brocas" realizadas durante
el periodo Paleolítico para perforar
agujeros o para producir fuego, eran "fijados"
con rodamientos hechos de cornamentas o
huesos.
Los documentos históricos muestran
el uso de la rueda desde el 3500 A.C., lo
cual ilustra el interés de nuestros
antepasados por reducir la fricción
en movimientos de traslación. Los
egipcios tenían el conocimiento de
la fricción y los lubricantes, esto
se ve en el transporte de grandes bloques
de piedra para la construcción de
monumentos. Para realizar esta tarea utilizaban
agua o grasa animal como lubricante.
El artista-científico renacentista
Leonardo Da Vinci fue el primero que postuló
un acercamiento a la fricción. Da
Vici dedujo la leyes que gobernaban el movimiento
de un bloque rectangular deslizándose
sobre una superficie plana, también,
fue el primero en introducir el concepto
del coeficiente de fricción. Desafortunadamente
sus escritos no fueron publicados hasta
cientos de años después de
sus descubrimientos. Fue en 1699 que el
físico francés Guillaume Amontons
redescubrió las leyes de la fricción
al estudiar el deslizamiento entre dos superficies
planas.
Muchos otros descubrimientos ocurrieron
a lo largo de la historia referentes al
tema, científicos como Charles Augustin
Coulomb, Robert Hooke, Isaac Newton, entre
otros, aportaron conocimientos importantes
para el desarrollo de esta ciencia.
Al surgir la Revolución Industrial
el desarrollo tecnológico de la maquinaria
para producción avanzó rápidamente.
El uso de la potencia del vapor permitió
nuevas técnicas de manufactura. En
los inicios del siglo veinte, desde el enorme
crecimiento industrial hasta la demanda
de una mejor tribología, el conocimiento
de todas las áreas de la tribología
se expandió rápidamente.
Fundamentos
de la Tribología
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.
Fricción
La
fricción se define como la resistencia
al movimiento durante el deslizamiento o
rodamiento que experimenta un cuerpo sólido
al moverse tangencialmente sobre otro con
el cual esta en contacto. La fuerza tangencial
de resistencia que actúa en una dirección
directamente opuesta a la dirección
del movimiento se conoce como fuerza de
fricción. Existen dos tipos principales
de fricción: fricción estática
y, fricción dinámica.
La fricción no es una propiedad del
material, es una respuesta del sistema.
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Desgaste
El
desgaste es el daño de la superficie
o la remoción de material de una o
ambas superficies sólidas en movimiento
relativo, ya sea por deslizamisento, rodamiento
o impacto. Durante este movimiento relativo,
primero, el material en la superficie de contacto
es desplazado por lo que las propiedades del
sólido, al menos en o cerca de la superficie,
se alteran, pero muy poco o nada del material
se pierde. Posteriormente, el material puede
ser removido de la superficie resultando en
la transferencia a la otra superficie, o bien,
puede perderse como una partícula del
desgaste.
Al igual que la fricción, el desgaste
no es una propiedad del material, es una respuesta
del sistema.
Lubricación
El
deslizamiento entre superficies sólidas
se caracteriza generalmente por un alto
coeficiente de fricción y un gran
desgaste debido a las propiedades específicas
de las superficies. La presencia de una
capa de material ajeno en la interfase no
puede ser garantizada durante el proceso
de deslizamiento, por lo tanto, se aplican
lubricantes para disminuir la fricción
y el desgaste. El término lubricación
se aplica a dos situaciones: la lubricación
sólida y la lubricación de
película de fluido (líquido
o gaseoso).
Aplicaciones
La
Tribología está presente en
prácticamente todos los aspectos
de la maquinaría, motores y componentes
de la industria en general. Los componentes
tribológicos mas comunes son:
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