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La tribología se puede definir como la ciencia y la tecnología derivada de ella que estudia los fenómenos de fricción y desgaste que ocurren intrínsecamente entre elementos (superficies) que interactúan en movimiento relativo.

La tribología además de ser una ciencia, es una disciplina que investiga aspectos muy importantes en el mantenimiento industrial, como, la fricción, el desgaste y la lubricación.

La tribología guarda una estrecha relación con la mecánica industrial, ya que cuando no se toma en cuenta esta ciencia a la hora de construir las máquinas y equipos conduce a la obtención de sistemas mecánicos deficientes caracterizados por perdidas de energía, grandes periodos de tiempo improductivos, alto consumo de materiales y piezas de repuesto así como costosos trabajos de reparación y mantenimiento.

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La palabra tribología deriva de la raíz τριβ- del verbo griego τρίβω, tribo, que significa “friccionar” y el sufijo –logy de -λογία, -logia, que significa “estudio de” o “conocimiento de”. Por la tanto, Tribología significa "El estudio de la fricción"

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En la época del Renacimiento se realizan los primeros estudios por el eminente científico Leonardo de Vinci sobre fricción desgaste y cojinetes(1493).

Con la Revolución Industrial se formulan las leyes sobre la fricción de Amontons, Coulomb y Leslie(1699), aparece el Babit y se reportan los estudios realizados por Petrov, Tower, Reynols y Kingsbury. Con la primera Guerra Mundial se constituye la ASME y aparece lo que se conoce como la lubricación de Hardy.

Durante la segunda Guerra Mundial se desarrollan las teorías de la lubricación y se constituye la Sociedad Americana de Ingenieros de Lubricación (ASLE) (1944). En 1955 se crea la división de lubricación de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME) y el grupo de desgaste dentro del IMEL.

En el 1966 el reporte JOST sobre tribología, considerándose esta fecha como el nacimiento de la tribología como ciencia. En el año 1973 se desarrolla el primer congreso Europeo de tribología y en 1998 el Primer Congreso Mundial de Tribología en Inglaterra.

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evolución de la tribología a través de los siglos

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Las primeras investigaciones de que se tienen noticias corresponden al eminente científico Leonardo de Vinchi, el cual en el año 1508 planteó por primera vez la idea del coeficiente de fricción.

Después de transcurridos casi dos siglos de los planteamientos de Leonardo de Vinchi el científico francés Amontons da a conocer en el año 1699 los resultados de sus trabajos investigativos sobre la fricción en sólidos no lubricados. Estableció que la fuerza de fricción es directamente proporcional a la carga normal a las superficies en contacto, la cual es considerada como la primera ley clásica de la fricción, llegó también a la conclusión de que la fuerza de fricción es independiente del área geométrica de las superficies en contacto, siendo esta la segunda ley clásica de la fricción.

Fricción Seca

Descripción: Ocurre entre superficies sólidas sin la presencia de lubricante.

Leyes de la Fricción Seca:

Ley de Coulomb: La fricción es proporcional a la carga normal.

Coeficiente de fricción (𝜇μ): Relación entre la fuerza de fricción y la carga normal.

Fricción Húmeda

Descripción: Involucra un lubricante entre las superficies en contacto.

Tipos:

Fricción de lubricación hidrodinámica: Se forma una película completa de lubricante.

Fricción de lubricación elasto-hidrodinámica: Deformación elástica de superficies en contacto bajo una película de lubricante.

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fricción lubricada y fricción seca en un engranaje

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El desgaste se puede definir como la pérdida de material en una superficie sólida por la interacción mecánica con otro elemento o sustancia (llamados contracuerpo o contramaterial) ya sean sólidos, líquidos o gaseosos.

El estudio del desgaste es uno de los retos más grandes para la ingeniería. Esto es porque aún no se ha encontrado cómo modelar el fenómeno de tal forma que sea posible predecir su comportamiento satisfactoriamente. Esto se debe a que el desgaste depende de diferentes factores mecánicos, químicos y térmicos. Es por lo que diferentes autores han propuesto diferentes formas de catalogar los métodos de desgaste (La norma DIN 50320 clasifica al desgaste por los mecanismos que sufren los materiales, Burwell, uno de los primeros en catalogar los diferentes mecanismos de desgaste, clasificó al desgaste por el mecanismo y las características del daño generado)

Desgaste Adhesivo

Descripción: Ocurre cuando las superficies en contacto se adhieren y se rompen, transfiriendo material de una superficie a otra.

Factores Influentes: Materiales, carga, velocidad y lubricación.

Desgaste Abrasivo

Descripción: Ocurre cuando partículas duras o superficies ásperas desgastan las superficies en contacto.

Tipos: Desgaste abrasivo de dos cuerpos y de tres cuerpos.

Desgaste por Fatiga

Descripción: Ocurre debido a la repetición de cargas cíclicas que causan la formación de grietas y el desprendimiento de material.

Aplicaciones Típicas: Rodamientos, engranajes y resortes.

Desgaste Corrosivo

Descripción: Ocurre debido a la interacción de superficies en contacto con un ambiente corrosivo.

Factores Influentes: Presencia de humedad, productos químicos y temperatura.

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fricción lubricada y fricción seca en un engranaje (1)

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La lubricación es el proceso de introducir un lubricante entre superficies en contacto para reducir la fricción y el desgaste. Puede ser clasificada en:

Lubricación Hidrodinámica

Descripción: Una película completa de lubricante soporta la carga y separa completamente las superficies en contacto.

Factores Influentes: Viscosidad del lubricante, velocidad relativa y carga.

Lubricación Elasto-Hidrodinámica

Descripción: Se forma una película de lubricante bajo presión, causando deformación elástica de las superficies.

Aplicaciones Típicas: Rodamientos, engranajes y ejes de alta carga.

Lubricación de Película Sólida

Descripción: Uso de lubricantes sólidos como grafito, disulfuro de molibdeno (MoS2) y PTFE en condiciones extremas donde los lubricantes líquidos no son adecuados.

Aplicaciones Típicas: Ambientes de alta temperatura y vacío.

Lubricación de Límite

Descripción: Se presenta cuando las películas de lubricante son muy delgadas y las superficies en contacto están parcialmente separadas.

Factores Influentes: Aditivos de lubricantes y condiciones de operación.

Normas ISO relacionadas con la tribología:

1. ISO 2592: Esta norma se utiliza para medir el punto de inflamación de los lubricantes. El punto de inflamación es la temperatura más baja a la que los vapores de un lubricante se encienden en presencia de una llama. Es crucial para evaluar el peligro de incendio de los lubricantes.

2. ISO 51562-1: Esta norma se refiere a la viscosidad de los aceites lubricantes. La viscosidad es una medida de la resistencia de un fluido al flujo. Es importante para asegurar que el lubricante funcione correctamente en diferentes condiciones de temperatura y presión.

3. ISO 2176: Define el punto de goteo de las grasas lubricantes, que es la temperatura a la que una grasa pasa de un estado semisólido a un estado líquido. Esto es importante para garantizar que las grasas mantengan su función de lubricación en diferentes condiciones de operación.

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¿ Qué estudia la tribología?

a) El movimiento de los líquidos.

b) La fricción, el desgaste y la lubricación entre superficies en movimiento relativo.

c) Los fenómenos térmicos en materiales sólidos.

d) El diseño de máquinas y equipos.

¿Qué científico es reconocido por haber realizado los primeros estudios sobre fricción y desgaste durante el Renacimiento?

a) Amontons

b) Coulomb

c) Leonardo da Vinci

d) Leslie

¿Cuál de las siguientes leyes es atribuida a Amontons sobre la fricción en sólidos no lubricados?

a) La fuerza de fricción es proporcional al área geométrica de las superficies en contacto.

b) La fuerza de fricción es proporcional a la carga normal a las superficies en contacto.

c) La fricción es independiente de la carga normal.

d) La fricción es directamente proporcional a la temperatura.

¿Qué tipo de desgaste ocurre cuando las superficies en contacto se adhieren y se rompen, transfiriendo material de una superficie a otra?

a) Desgaste abrasivo

b) Desgaste por fatiga

c) Desgaste corrosivo

d) Desgaste adhesivo

¿Qué norma ISO se utiliza para medir el punto de goteo de las grasas lubricantes?

a) ISO 2592

b) ISO 51562-1

c) ISO 2176

d) ISO 50320

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Santiago Arrieta

Evert Batista

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https://www.youtube.com/watch?v=I69DkpMMRXI

https://www.youtube.com/watch?v=uIA1ZVMo6ds&t=292s

https://www.youtube.com/watch?v=Thlyn4eb2xU&list=PLAoKG3EFyzBFen7QNXRJ86e1oT3te61s6