La tribología nos permite comprender mejor los procesos de desgaste de los materiales y garantiza que los componentes se diseñen con un coeficiente de fricción óptimo. En este artículo, te explicamos qué es la tribología y para qué se utiliza.
¿Qué es la tribología?
Es la ciencia que estudia las superficies que interactúan en movimiento. Su nombre proviene del griego, significa “ciencia del roce” y abarca desde el desgaste, la fricción y la lubricación, hasta los aspectos del diseño relacionados con todo ello. La tribología, por tanto, tiene como finalidad el estudio de las propiedades de fricción y el comportamiento de desgaste de las superficies en movimiento relativo.
El campo de la tribología es interdisciplinario, conformado por una serie de disciplinas científicas e ingenierías. Podemos dividir la materia en tres ramas interrelacionadas: la fricción, el desgaste y la lubricación. Entendemos por fricción, la resistencia al movimiento entre dos superficies en contacto lo que, en último término, puede producir el desgaste de los materiales, componentes y sistemas.
No obstante, la tribología previene el desgaste y controla la fricción por medio de la lubricación. El lubricante crea una película protectora que reduce la fricción entre las superficies móviles en contacto.
Tribología y lubricación ¿En qué consiste?
La tribología utiliza lubricantes para reducir la fricción, evitar el desgaste, proteger los equipos de la corrosión, controlar la temperatura y la contaminación, transmitir la energía y proporcionar un sello de fluido.
Además de los lubricantes de sobra conocidos, como el aceite o la grasa, también existen lubricantes sólidos que pueden integrarse directamente en la estructura del material de los componentes, proporcionando una propiedad autolubricante.
Una pequeña cantidad de lubricación es suficiente para cambiar drásticamente la fricción entre las superficies. En algunos casos se genera una película muy fina de lubricación que se adhiere a las superficies creando una capa de baja fricción, lo que se conoce como fricción límite. Por el contrario, si la película es más gruesa y llega a separar completamente las dos superficies entre sí, se denomina fricción de película fluida, dando lugar a una fricción muy baja.
La eficacia de un lubricante depende de su viscosidad, que puede cambiar en función de las condiciones de funcionamiento, y las propiedades de los materiales sobre los que se aplique. La ciencia tribológica tiene en cuenta todas las variables para lograr, de este modo, el equilibrio entre la reducción de la fricción por deslizamiento y una viscosidad demasiado alta.
Aplicación industrial de la tribología
Tradicionalmente, la tribología se aplica a los componentes deslizantes más comunes, como son los rodamientos, los engranajes, las levas, los frenos y las juntas. Estos componentes se utilizan en una gran variedad de maquinarias que requieren algún movimiento de deslizamiento o de rotación. Sin embargo, el enfoque inicial se ha ido ampliando y extendiendo hacia otros ámbitos, como la nanotribología, encargada de estudiar los fenómenos tribológicos a escala nanoscópica. Desde la invención de la microscopía de fuerza atómica ha surgido con fuerza, abriendo un amplio horizonte de nuevas aplicaciones.
Por otro lado, en lo que respecta a la industria del transporte, la investigación tribológica tradicional se centraba en la fiabilidad, pero actualmente el enfoque se ha ido desplazando hacia el consumo de energético y el aumento de la eficiencia, lo que ha dado lugar a lubricantes más complejos. Por ejemplo, la tribología puede reducir las emisiones de dióxido de carbono aumentando la eficiencia energética.
La tribología también desempeña un papel fundamental en el sector de la fabricación y desarrollo de materiales, especialmente en las operaciones de conformación de metales. Comprender el papel que juega la tribología en el proceso de fabricación o en ingeniería forense es esencial, ya que contribuye a la identificación de fallos, al aumento de la productividad y a la reducción de los costes. Existen, además, multitud de campos donde la tribología presenta un papel fundamental y en pleno desarrollo como son:
- La tribología verde, que se ocupa de minimizar el impacto medioambiental al reducir las pérdidas tribológicas mediante el uso de tecnologías sostenibles.
- La tribotrónica, una faceta de la investigación que combina elementos de máquinas y componentes electrónicos para crear sistemas tribológicos activos y aumentar la eficacia y la vida útil de las máquinas.
- La tribología computacional, que modela el comportamiento de los sistemas tribológicos combinando varias disciplinas como la mecánica de contacto, la mecánica de la fractura y la dinámica de fluidos computacional.
En definitiva, la tribología juega un papel fundamental en la industria, la innovación y el desarrollo. Del mismo modo, los ensayos tribológicos son esenciales a la hora de proporcionar información vital sobre los mecanismos de fallo de los componentes mecánicos y su funcionamiento. ¿Necesitas mejorar tus productos industriales? No dudes en ponerte en contacto con el mejor equipo de expertos en ingeniería forense.