En este corto Post no pretendo desarrollar todas las teorías de
lubricación que se estudian en las diferentes carreras de Ingeniería y que se
tienen en cuenta en el diseño de máquinas y motores, sino tratar de aclarar
algunos conceptos que nos ayuden a las personas que nos dedicamos a conducirlas
o mantenerlas, a comprender los fenómenos de la fricción, desgaste y cómo
tratar de disminuirlos, aplicando el
lubricante en el lugar requerido, en la cantidad correcta y en el momento
preciso.
Los 5 conceptos serían:
1) Tribología
2) Características y Funciones de un Lubricante
3) Lubricación Hidrodinámica (fricción deslizante)
4) Lubricación Elasto-Hidrodinámica (fricción de
rodado)
5) Lubricación de Película Mixta
1) Tribología: Sus Fundamentos y cómo
utilizarla en mantenimiento de máquinas y motores.
Un poco de historia
Cuando escuchamos la palabra Tribología podría parecer algo nuevo,
pero solamente el término como tal lo es, ya que el interés en temas
relacionados con la disminución de la
fricción o el desgaste entre dos partes en movimiento relativo existe desde siempre.
Antes del nacimiento de la Tribología como ciencia no se trataba
la disminución de la fricción y el desgaste como una práctica cotidiana y estos
fenómenos los pensábamos en términos de “Lubricación” o “Ingeniería de
Lubricación”.
El uso de la rueda desde el 3500 A.C., nos da cuenta del interés
por reducir la fricción en movimientos de traslación. Los egipcios utilizaban
agua o grasa animal como lubricante en el transporte de grandes bloques de
piedra para la construcción de monumentos y pirámides lo que demuestra el
conocimiento que tenían de la fricción y los lubricantes.
Leonardo Da Vinci fue el primero que postuló un acercamiento a la
fricción deduciendo las leyes que gobernaban el movimiento de un bloque
rectangular deslizándose sobre una superficie plana, aunque sus escritos no
fueron publicados hasta cientos de años después de sus descubrimientos.
También, fue el primero en introducir el concepto del coeficiente de fricción.
Fue el físico francés Guillaume Amontons quien en 1699 redescubrió las leyes de la
fricción al estudiar el deslizamiento entre dos superficies planas.
Newton, Coulomb, Hooke también 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 XX el
conocimiento de todas las áreas de la tribología se expandió rápidamente.
A
los investigadores de las ciencias de la ingeniería de comienzos del siglo XX
les era muy difícil analizar la fricción como un fenómeno independiente de
otros íntimamente relacionados con ella, como el desgaste y la lubricación, por
lo que formaron la palabra Tribología a partir de dos raíces griegas tribos, que significa
frotamiento o rozamiento y logía que viene a ser ciencia, por tanto la
traducción literal sería “la ciencia del frotamiento”.
La palabra Tribología apareció por
primera vez a comienzos de los años 60's en el diccionario de la Universidad de
Oxford; sin embargo, aún hoy para muchas personas es difícil acostumbrarse a
esta palabra y aún mucho más poner en práctica sus principios fundamentales.
Cómo
podríamos definirla
Se
considera una ciencia interdisciplinaria que estudia los fenómenos relacionados
con el transporte de carga a través de dos superficies en movimiento relativo
donde se produce fricción, generando calor, pérdidas de energía y desgaste, y
para contrarrestarlos se acude al uso de lubricantes.
Conjuga
toda una serie de elementos importantes en el diseño, fabricación y operación
de las máquinas y nos brinda herramientas que permiten seleccionar el sistema
de lubricación y las características que debe poseer el lubricante para
proteger en forma adecuada un equipo o elemento mecánico, teniendo en cuenta
las condiciones de trabajo a que van a estar sometidas (velocidades, cargas,
temperaturas, potencias, medio ambiente) y los tipos de materiales y
superficies que van a estar en contacto.
Se centra en el estudio de tres fenómenos:
a) La
fricción entre dos cuerpos en movimiento
b) El
desgaste como efecto natural de este fenómeno
c) La
lubricación como un medio para evitar el desgaste
La mayoría de las consecuencias de la fricción y el desgaste se consideran negativas, tales como el consumo de energía y la causa de las fallas mecánicas, sin embargo también existen beneficios fundamentales de la fricción y el desgaste. La interacción de los neumáticos y el piso por ejemplo o el zapato y el suelo, sin los cuales trasladarse sería imposible.
La Tribología como una herramienta práctica
Los pioneros mundialmente reconocidos en utilizar con fines técnico-económicos los conceptos de la Tribología, fueron los ingleses, quienes diseñaron un plan de trabajo basado en el estudio de la fricción para reducir el desgaste y el consumo de energía en las máquinas, especialmente en el sector automotriz, por ser el de mayor incidencia sobre un alto porcentaje de la población.
De ahí en adelante como resultado de los grandes beneficios económicos obtenidos, la Tribología se empezó a utilizar para incrementar la productividad de los procesos industriales, lo cual trajo consigo una considerable reducción en los costos de mantenimiento, consumo de energía por fricción y materias primas.
Hoy, la conservación y mantenimiento de los equipos no
se puede reducir al simple ejercicio de "aplicar un lubricante"; por
el contrario, la eficiencia y la competitividad se basan en la mejora de los procesos
y servicios, y el proceso de lubricación, por ser el que suministra la sangre
vital para el funcionamiento de los equipos, merece la máxima atención.
La necesidad de utilizar la
Tribología como una herramienta verdaderamente productiva se observa en
aquellos casos en los cuales se pierden grandes capitales por efecto de la
fricción, el desgaste y la lubricación incorrecta.
También como una forma ineludible de hacer Mantenimiento Proactivo
en equipos y maquinarias.
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