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Estudios Tribológicos: cómo abordar el problema del desgaste

por: admin

Optimizar los procesos de producción y disminuir los costos son objetivos primordiales de toda organización. En las industrias, comprender y combatir los fenómenos de desgaste constituyen la clave para lograrlo.

Los fenómenos de desgaste se han convertido en el eje primordial de toda planta de transformación de materias primas. La razón es que dichos fenómenos pueden generar paros en la producción debido a fallas en las piezas de la maquinaria.

Estos paros no solo generan un sobrecosto por reemplazo de las piezas sino también un aumento en el costo de los lucros cesantes que se acumulan mientras la producción está detenida.

Para solucionar este problema y prevenir la aparición de fallas en las piezas, se creó entre las décadas del 50 y 60, una disciplina o área de estudio llamada Tribología.

¿Qué es la tribología?

La tribología desarrolla modelos matemáticos para comprender cómo se desarrollan los fenómenos de desgaste. Este conocimiento permite predecir la vida útil de la pieza, tomar las medidas necesarias para contrarrestarlo y encontrar soluciones adecuadas para corregirlo. Desde la Tribología se estudian tres variables: la fricción, lubricación y desgaste.

¿Qué son la fricción, el desgaste y la lubricación en la Tribología?

Fricción: es el roce producido entre la superficie de dos cuerpos en contacto.

Desgaste: desprendimiento de partículas o deformación de una superficie debido al roce con la superficie de otro cuerpo en contacto. Existen varios tipos de fenómenos de desgaste: adhesión, abrasión, erosión, corrosión, entre otros.

Lubricación: es la técnica empleada para disminuir la fricción entre las superficies de dos cuerpos en contacto y en movimiento con el fin de reducir la aparición del desgaste.

Técnicas de la Tribología

La Tribología estudia los factores microscópicos de las superficies para determinar su calidad, heterogeneidad y temperatura. Además, trabaja con conceptos como la mecánica del contacto de superficies rugosas, ángulos críticos para la abrasión y erosión, transferencia de material entre superficies en contacto, área real de contacto, entre otros.

¿Qué es el área real de contacto?

Está determinada por el número de contactos entre las superficies, su tamaño y su distribución. Estos factores influyen en el tipo, tamaño y rapidez del desgaste. Además, también se tiene en cuenta la geometría de los cuerpos, las cargas aplicadas y las propiedades de los materiales.

El modelo de Archard tiene en cuenta 4 premisas

  1. Tamaño y distribución de los contactos entre los cuerpos
  2. Duración de los contactos
  3. La forma de las partículas de desgaste
  4. Factor de probabilidad

Ventajas de los estudios Tribológicos

Los resultados de los estudios tribológicos en un contexto industrial determinado, permiten establecer los tratamientos o recubrimientos adecuados para prevenir el desgaste y alargar la vida útil de las piezas. De esta manera se optimizan las superficies y se garantiza el buen desempeño de la maquinaria.

Juan Fernando Londoño Lopera

Director Instituto Asteco

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Fuente: Suárez, F. & Vélez, J. (2004) Estudio del modelo de desgaste propuesto por Archard. Dyna. Año 72 (146), pp. 27-43.

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