Tribologia

2.5. TRIBOLOGÍA

La tribología, también llamada "reología de película delgada", es el estudio de la fricción, el desgaste y la lubricación de superficies que interactúan en movimiento relativo. La tribología se aplica comúnmente en ingeniería mecánica y ciencia de materiales. Durante los últimos años, la tribología también se ha empleado en la investigación de alimentos. En condiciones relevantes para el procesamiento oral de los alimentos, la lengua y el paladar superior representan dos superficies interactivas en movimiento relativo. Estas dos superficies están lubricadas por una capa de saliva y alimento. La aplicación de la tribología en la investigación alimentaria ha revelado correlaciones importantes entre las propiedades de lubricación y la percepción de los alimentos (Chojnicka et al., 2012).

La fricción es la fuerza que resiste el movimiento de las superficies que interactúan durante el deslizamiento y la rodadura. La fricción entre dos superficies sin movimiento relativo se llama fricción estática. La fuerza de fricción estática debe ser superada por una fuerza aplicada en la dirección del movimiento para iniciar o mantener el movimiento. La fricción dinámica es la fricción generada entre dos superficies que están en movimiento relativo.

La fricción se expresa a menudo como un coeficiente de fricción, que se define como:

μ=F⁄W

• Donde μ es el coeficiente de fricción

• F es la fuerza de fricción

• W es la carga normal perpendicular a la dirección de fricción.

Esta ecuación, también llamada ecuación de Amontons, se considera la regla más básica de la fricción deslizante (Bhushan, 2013).

La fricción se origina principalmente por la adhesión molecular, el enclavamiento por aspereza y la deformación de la superficie. Por lo tanto, las propiedades de la superficie, como la adhesión, la hidrofobicidad, la rugosidad y la deformabilidad son factores muy importantes que influyen en la fricción. Cuando hay un lubricante fluido presente entre las dos superficies, la fricción también está influenciada por las características de este lubricante y la interacción del lubricante con las superficies. Además, dependiendo de la velocidad del movimiento de la superficie, se influye en el arrastre del lubricante entre las superficies. El lubricante incorporado puede proporcionar un soporte diferente para las dos superficies que interactúan a diferentes velocidades. El comportamiento de fricción de los lubricantes a menudo se representa en forma de la llamada curva de Stribeck, donde el coeficiente de fricción se representa en función del grosor de la película, o en función del llamado parámetro de fricción.

En la figura 2 se muestra el comportamiento de la curva de Stribeck la cual contiene tres regímenes de lubricación. Cuando la velocidad del movimiento relativo de las superficies es pequeña (y el lubricante tiene una viscosidad baja), no hay suficiente lubricante que entre y permanezca entre las dos superficies. En este caso, la separación entre las superficies es pequeña y las asperezas de las superficies están en contacto directo. Este régimen se llama el "régimen de lubricación límite". En el régimen de límites, la fuerza de fricción está altamente relacionada con la rugosidad de la superficie (interbloqueo por aspereza). Con el aumento de la rugosidad de la superficie, se producirá un mayor contacto de aspereza. Esto puede reflejarse como una extensión del régimen de límites hacia una mayor velocidad, ya que se necesita una mayor velocidad para inducir un mayor arrastre de lubricante y, por lo tanto, una mejor separación de la superficie. Por lo tanto, el intervalo del régimen de límites proporciona

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