¿PARA QUE SIRVE LA

TRIBOLOGÍA?

Por: Rosalba Fuentes Ramírez

Los factores que estudia la tribología son la fricción entre dos cuerpos en

movimiento, el desgaste como efecto natural de la fricción y la lubricación como un

medio para evitar el desgaste. Estos tres factores son términos usados

continuamente en la industria, los cuales en la mayoría de los casos, vemos de

reojo, con escaso interés y cubrimos con apremio y sin ningún análisis.

Es común, en la práctica, considerar solo el término

“lubricación” o ingeniería de lubricación. Sin embargo los tres factores nos han

acompañado por toda nuestra historia. Puede considerarse que el desarrollo de la

Tribología, ha sido desde el hombre erectus hasta el hombre moderno. Ahora bien,

considerando que con el fuego y la rueda se inició el desarrollo del hombre,

entonces a medida que aprendió a dominarlos y a encontrarles nuevas aplicaciones,

avanzó tecnológica-mente. Esos avances lo condujeron a nuevas necesidades para

utilizar materiales cada vez más resistentes al desgaste y eso terminó en el

procesamiento de bronce y de hierro. Así pues, el fuego le permitió fundir materiales

y fabricar herramientas, armas, bisagras para las puertas y bujes para los ejes de

las ruedas de los carros. El hombre evolucionó en el conocimiento y tecnología,

aparecieron entonces, civilizaciones más avanzadas e imperios poderosos.

El dominio de estos imperios, como todavía sucede ahora,

estaba basado en la posesión de la tecnología, que les permitió llegar a procesos

tan avanzados como la fabricación de rodamientos de bolas y rodillos y su

utilización en los carros y buques de guerra. Paralelamente con estos desarrollos se

fabricaron los primeros lubricantes a base de resinas de petróleo, betún y de grasas

vegetales y animales. Estos acontecimientos marcaron el comienzo de la Tribología

fundamentado en el estudio de los materiales, la fundición, el movimiento giratorio,

el diseño y la fabricación de piezas.

La tribología toma en cuenta aspectos como: El diseño, los materiales de las

superficies en contacto, el sistema de aplicación del lubricante, el medio circundante

y las condiciones de operación.

Impacta prácticamente en todas las piezas en movimiento como: Rodamientos,

Chumaceras, Sellos, Anillos de pistones, Embragues, Frenos, Engranes y Levas.

Ayuda a resolver problemas en maquinaria, equipos y procesos industriales tales

como: Motores eléctricos y de combustión (componentes y funcionamiento),

Turbinas, Compresores, Extrusión, Rolado, Fundición, Forja, Procesos de corte

(herramientas y fluidos), Elementos de almacenamiento magnético y hasta prótesis

articulares (cuerpo humano).

Pa r d eo b je to se n c o nta c to

Lub ric a nte

Sup e rfic ie

Pé rd id a d e m a te ria l

M e d io Am b ie nte La Tribología deriva

de la palabra griega tribos, “frotar o rozar”. Para entender a la tribología se requiere

de conocimientos de física, de química y de la tecnología de materiales. Las tareas

del especialista en tribología (tribólogo) son las de reducir la fricción y desgaste para

conservar y reducir energía, lograr movimientos más rápidos y precisos, incrementar

la productividad y reducir el mantenimiento. La palabra tribología se acuñó para

describir un programa de acciones del gobierno inglés, que nació a raíz del Reporte

Jost (1966), el cual, analizaba el gran desperdicio de recursos, estimado en 515

millones de libras esterlinas, que ocurría por ignorar los fenómenos mecánicos de

interacción superficial

Según E. Rabinowicz (1995) las causas de pérdida de utilidad de los objetos

materiales son: 15% por anticuado, 15% por descompostura y 70% por deterioro de

superficie, siendo aquí donde nos carga el desgaste su factura. El análisis del

desgaste es importante porque junto con la fatiga y a la corrosión son los problemas

que más fallas causan en las máquinas. De estos tres el menos estudiado ha sido

el desgaste. La predicción del desgaste es difícil porque no es una propiedad

intrínseca del material, sino que depende de todo el tribosistema con el que

interacciona el cuerpo que se desgasta. Para entender un poco más de las

diferencias entre los factores que estudia la tribología, se tienen las siguientes

definiciones.

La fricción se define como la resistencia al movimiento durante el

deslizamiento o rodamiento que experimenta un cuerpo sólido al moverse sobre otro

con el cual está en contacto y depende de las características de las superficies.

Existen dos tipos principales de fricción: fricción estática y fricción dinámica. La

fricción no es una propiedad del material, es una respuesta integral del sistema. Las

dos leyes básicas de la fricción se han conocido desde hace un buen tiempo: 1) la

resistencia de fricción es proporcional a la carga y 2) la fricción es independiente del

área de deslizamiento de las superficies.

El desgaste es el daño de la superficie por remoción de material de una o

ambas superficies sólidas en movimiento relativo. Es un proceso en el cual las

capas superficiales de un sólido se rompen o se desprenden de la superficie. Al

igual que la fricción, el desgaste no es solamente una propiedad del material, es una

respuesta integral del sistema. Es de esperarse que para aumentar la vida útil de un

equipo se debe disminuir el desgaste al mínimo posible. Existen distintos tipos de

desgaste, como por ejemplo adhesivo, abrasivo, corrosivo, etc. Sin embargo, es

común que varios de ellos se den cita en un mismo evento. 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.

Una profundidad de la

penetración (/R) pequeña no

daña la superficie.

Una profundidad de la penetración

(/R) grande causa gran daño a la

superficie.

Respuesta de la superficie al daño por deslizamiento entre dos cuerpos.

La lubricación consiste en la introducción de una capa intermedia de un

material ajeno entre las superficies en movimiento, cuya función es disminuir la

fricción y el desgaste. El término lubricante es muy general, y puede estar en

cualquier estado material: líquido, sólido, gaseoso e incluso y semisólido o pastoso.

OPINION. El hombre necesita controlar la fricción para minimizar el desgaste y el

consumo de energía. Aunque en acciones tan cotidianas como caminar, recoger un

objeto, abrir un libro, frenar un vehículo o hacer que el tren pueda desplazarse sobre

los rieles se requiere la existencia de una fricción controlada y en las cuales la

carencia absoluta de ella impediría llevarlas a cabo, el objetivo de la tribología es

controlarla para evitar costos innecesarios. Toda acción de los seres vivos o de la

naturaleza se puede considerar un proceso tribológico que puede ser positivo o

negativo según que evite o reduzca al máximo la fricción o la ocasione. La fricción,

naturaleza de los materiales, rugosidad, desgaste, lubricación, energía y medio

ambiente, son elementos inherentes en muchas de las disciplinas de la ingeniería,

puede decirse, entonces que la Tribología debería ser objeto de estudio de todas las

ingenierías. Por todo esto, la aplicación de los conocimientos de la Tribología deriva

en: Ahorro de materias primas, Aumento en la vida útil de las herramientas y la

maquinaría, Ahorro de recursos naturales, Ahorro de energía, Protección al medio

ambiente y Ahorro económico.

Puede consultarse el tema en:Rabinowicz, E. Friction and wear of materials, John Wiley, USA:1995HUTCHINGS I. M. “Tribology Friction and wear of Engineering materials. Ed Edward Arnold.http://www.ingenierosdelubricacion.com/articulo.htmhttp://www.widman.biz/Boletines/boletines.html