¿Y el desgaste?

 

Por Rosalba Fuentes

 

En la búsqueda de minimizar costos de operación y maximizar el rendimiento de maquinarias y/o equipo, el desgaste tiene un papel protagónico.  El desgaste es un gran enemigo  en muchas de las industrias, pues con su acción tiende a retirar recursos prematuramente. Los ingenieros han comenzado una lucha contra él, a través de hacer análisis técnicos económicos, buscando no ser derrotados y evitando alimentar patios con desechos. El análisis del desgaste es complejo, interviniendo factores como dureza, tenacidad, estructura, composición química, modo y tipo de carga, velocidad, rugosidad de la superficie, distancia recorrida, corrosión presente, etc.

 

Todo evento que incluya fricción tiene dos efectos negativos: el calor y el desgaste.   Normalmente, el desgaste no ocasiona fallas violentas, pero trae como consecuencias: reducción de la eficiencia de operación,   pérdidas de potencia por fricción,  incremento del consumo de lubricantes,  eventualmente conduce al reemplazo de componentes desgastados y a la obsolescencia de las máquinas en su conjunto. El desgaste junto con la fricción y la lubricación constituyen los objetos de estudio de la tribología. Martínez (1996) afirma que la tribología es una ciencia multidisciplinaria que incluye a la hidrodinámica, la mecánica del cuerpo sólido, la ciencia de materiales, química, física, matemáticas y computación. El sistema tribológico consta de un par de fricción, un tercer cuerpo (lubricante) y el medio ambiente.

 

Hay cuatro formas de desgaste principales (Rabinowicz, 1995): abrasivo, adhesivo, corrosivo y fatiga superficial.

 

El desgaste por abrasión,  que es el más común en la industria,  se define como la acción de corte de un material duro y agudo a través de la superficie de un material más suave. Tiende a formar ralladuras profundas cuando las partículas duras  penetran en  la superficie,  ocasionando deformación plástica y/o arrancando virutas.

 

 

 

El desgaste adhesivo, también llamado desgaste por fricción ó deslizante, es una forma de deterioro que se presenta entre dos superficies en contacto deslizante. Este desgaste es el segundo más común en la industria y ocurre cuando dos superficies sólidas se deslizan una sobre la otra bajo presión. El aspecto de la superficie desgastada será de ralladuras irregulares y superficiales.

                       

 

El desgaste corrosivo ocurre en una combinación de desgaste (abrasiva o adhesiva) y de un ambiente corrosivo.  El índice de la pérdida material puede ser muy alto debido a que los productos sueltos o flojos de la corrosión se desprenden  fácilmente por el desgaste y se revela  continuamente el metal fresco y que alternadamente puede volverse a corroer rápidamente.

 

 

El  desgaste por fatiga superficial se observa durante el deslizamiento repetido o rodamiento sobre una pista. Las partículas suspendidas entre dos superficies sometidas a una carga cíclica pueden causar fracturas superficiales que, eventualmente debido a la carga repetida conllevan a la destrucción de la superficie.

 

Se estima  que el desgaste en la industria se debe en un 50% a la abrasión, un 15% por  adhesión  y el porcentaje restante se divide entre los demás tipos. En muchos  procesos pueden coexistir dos o más tipos de estos desgastes, además, en algunos de estos desgastes se han observado dos regímenes denominados desgaste suave y desgaste severo.      

 

 

Para conocer los parámetros tribológicos se realizan pruebas en equipos que permiten reproducir determinadas situaciones de desgaste bajo cargas, lubricaciones, humedades y temperaturas distintas.  Mediante dispositivos como el de pin o espiga sobre disco, bola en disco, etc., donde una punta o una bola ejerce una carga fija sobre una probeta circular giratoria, es posible monitorizar la fuerza de fricción en tiempo real y evaluar el desgaste producido al cabo de un cierto número de ciclos. Este tipo de ensayo se ajusta para cada tipo de superficie y de tratamiento si se quiere que la información obtenida tenga relación con el comportamiento real de las superficies tratadas.

 

 

Según hipótesis sobre el contacto las superficies de contacto normales poseen cierta aspereza arbitraria. Entonces, cuando dos superficies se acercan, el primer contacto aparecerá donde se toquen dos asperezas al aproximarse.

 Dibujo esquemático de dos superficies con asperezas

 

El contacto que parece ser un punto o una línea, es realmente un número muy grande de contactos microscópicos.  La cantidad total del área de contacto real es más pequeña que el área del contacto evidente y aproximará solamente bajo circunstancias extremas.

 

La prolongación de la vida  útil de partes o piezas se ha comienza a lograr mediante:

 

1.- Aplicación de recubrimientos protectores antidesgaste

2.- La reparación con soldadura de partes y piezas que han sufrido desprendimientos.

3.- Diseño de nuevos materiales con características de resistencia al desgaste que sustituyan materiales actualmente en uso.

 

Puede consultarse el tema en: