Tribologia

INTRODUCCIÓN

La palabra Tribología se deriva del término griego tribos, el cual debe entenderse como frotamiento o rozamiento, y logos que significa estudio de, por lo tanto tribología se entiendo como: la ciencia del rozamiento. Este frotamiento y desgaste no se origino en la industria si no que desde el principio de los tiempos se ha presentado, los arrecifes, los ríos, las cascadas, son un claro ejemplo de ello, el desgaste que han sufrido por causa del movimiento del agua y de la arena que se arrastra por el flujo de la misma.

La fricción y el desgaste forman parte de nuestra cultura debido a que en varias acciones cotidianas lo hemos implementado, tales como encender fuego ya sea a partir de un fosforo, un encendedor o frotando madera, incluso en funciones corporales motrices, tal es el caso de las articulaciones en donde el líquido sinovial funciona como lubricante.

HISTORIA DE LA TRIBOLOGÍA

Desde la edad de piedra se involucra el desgaste por rozamiento ya que tenían que recurrir a la elaboración de herramientas así como de instrumentos. Dado que el cuerpo humano reaccionaba ante la acción del deslizamiento, la fricción, el desgaste, fue un comienzo de entendimiento que les ayudo a nuestros ancestros a poder trasladar animales, piedras entre otras cosas por medio de rodillos, lo que conllevo a la invención de la rueda que data del año 5500 a.C. en Mesopotamia, posteriormente se empleo en la construcción de carros, en el primer siglo antes a.C. se inserto el primer rodamiento consistente de unos discos de madera muy dura, esto en Asia Central, los romanos por su parte utilizaron anillos de bronce como rodamiento, a modo de buje. Por esa época, constructores daneses también probaron con éxito un sistema de cojinetes con rodillos de madera, que hacían girar la rueda con menor fricción y desgaste.

RODAMIENTOS

El rodamiento tiene su nombre y su origen de los “cuerpos rodantes”, tales como el rodillo de madera que utilizaban los Egipcios en la época de los faraones.

Este procedimiento permitió:

• Aumentar la velocidad de desplazamiento.

• Resolver el problema de la fricción.

• Disminuir el lado pesado de las tareas.

En el siglo XV Leonardo da Vinci descubrió el funcionamiento del rodamiento, se dio cuenta de que la fricción seria menos importante si las bolas no se tocaran entre sí, de ahí surgió la idea de crear unos separadores que permitían a las bolas girar libremente evitando la fricción y el desgaste. Da Vinci dedujo la leyes que gobiernan 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.

Posteriormente en el siglo XVIII cuando se patento el rodamiento, surgió un eje para coches de caballos equipados con una corona de bolas en rotación en gargantas de sección semi-circular realizadas en el eje.

Los requerimientos sobre el diseño de los rodamientos son:

• Resistencia a la fatiga de contacto de rodadura

• Alta capacidad de carga

• Capacidad para altas velocidades

• Resistencia a la contaminación

Las estadísticas recientes indican que las fallas prematuras de los rodamientos a nivel mundial son representadas por el 36% causado por una lubricación inadecuada y el 14 % adicional por contaminación. las cifras varían de país a país y de industria a industria,

EN MÉXICO MÁS DEL 50% ES POR UNA MALA LUBRICACIÓN.

TRIBOLOGÍA ARTE, CIENCIA Y TECNOLOGÍA

El concepto de tribología fue usado por primera vez en un informe elaborado por la Comisión del Ministerio de Educación y Ciencia de la Gran Bretaña el 9 de marzo de 1966. Después de este acto , la tribología comenzó a reconocerse como fuente de un gran potencial para economizar los recursos financieros, materias primas y en el mantenimiento.

Se define a la tribología como la ciencia concerniente a superficies interrelacionadas en movimiento, incluyendo fricción, lubricación, desgaste y erosión. La tribología es una ciencia multidisciplinaria, que implica áreas como: física, química, matemática aplicada, mecánica de sólidos y fluidos, termodinámica, lubricación, diseño de equipos y componentes de máquinas, procesos de mantenimiento, etc.

La Tribología es considerada como 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. Tiene como misión evitar y reducir al mínimo el desgate así como el agotamiento por fricción y sus efectos dañinos, tomando en cuenta los aspectos de la maquinaria y el equipo, el diseño, los materiales de las superficies en contacto, la aplicación de la lubricación, los lubricantes, aditivos, el medio circundante en general, y las condiciones operativas.

Los beneficios de la aplicación de los conocimientos de la Tribología se 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.

• Ahorro económico.

• Cumplimiento de normas.

• Incremento de calidad.

• Mantenimiento predictivo y proactivo.

• Aumento de la productividad.

• Mayor eficiencia.

• Reducción de fallas mecánicas en los equipos.

La tribología es crucial para la maquinaría moderna que utiliza superficies rodantes y/o deslizantes. De acuerdo a algunos estimados, las pérdidas resultantes de la ignorancia en tribología en los Estados Unidos representan aproximadamente el 6% del total del producto bruto ($200 billones de dólares por año en 1966), y aproximadamente un tercio de los recursos energéticos existentes se pierden en forma de fricción.

FRICCIÓN

Es la fuerza de rozamiento entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al movimiento de una superficie sobre la otra.

Existen dos tipos de rozamiento:

1. Rozamiento estático

2. Rozamiento dinámico

La fricción genera calor, que es la cusa del desgaste y perdida de energía, por lo cual la reducción al mínimo posible de la fricción es vital.

"SE ESTIMA QUE DE 1/3 A 1/2 DE LA ENERGÍA TOTAL PRODUCIDA EN EL MUNDO SE CONSUME POR FRICCIÓN MECÁNICA Y QUE EL COSTO DEL DESGASTE ANUAL ES EQUIVALENTE

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