La historia de la tribología - La técnica de lubricación y los lubricantes con el paso del tiempo Los procesos de fricción y desgaste han jugado un papel fundamental desde el orig origen en de la Tierr ierra. a. De este este modo modo,, el meca mecani nism smo o de arti articu cula laci cion ones es de los los vertebrados o la capa de mucosidad de los peces son ejemplos de un sistema tribológico perfecto , creado a lo largo de la evolución. Ya en la Edad de Piedra se conoca la fricción! girando con paciencia paciencia un pe"ue#o palo de madera en la cavidad de una rama, con el tiempo, se poda generar fuego. $"u, la fricción represent representaba aba un medio medio efica% efica% para un un fin concreto. concreto. &ace '((.((( ) *((.((( a#os, el hombre ya utili%aba las primeras herramientas, como palancas, hachas de piedra y similares. +ucho ms tarde, hace '.((( ó *.((( *.((( a#os a#os apro-im apro-imada adament mente, e, con la creació creación n del torno o del arco de violn, nacieron las primeras m"uinas ms sencillas sin embargo, el ser humano tuvo "ue enfrentarse antes a los fenómenos de la fricción y del desgaste. La fricción se utili%aba para generar fuego. El uso de carros y rodillos para reducir la fricción al mover grandes cargas son ejemplos comunes. $ lo largo de la historia, e-isten indicios de "ue pronto se tomaron medidas determin determinada adas s para influir influir en la fricción fricción y el desgast desgaste, e, favorec favoreciend iendo o as al ser humano. La b/s"ueda del ser humano en pos de lubricantes efectivos es muy diversa y tan antigua como la propia historia de la humanidad. Los chinos, ya en el 0'(( a.1., aprovechaban el efecto lubricante del agua. Los egipcios, en el 23(( a.1., utili%aban grasas animales o aceite de oliva me%clado con cal en polvo para sus carro carros s de guerr guerra. a. En el 45( a.1. a.1.,, los chino chinos s descu descubr brier ieron on las prop propied iedad ades es reductoras de fricción de una me%cla de aceites vegetales y plomo, y hace ms de 2(( a#os se supo por primera ve% de la idoneidad del aire como lubricante.
Tribologia Tribologia - 3500 - 30 a.C., la época de los sumerios y los egipcios
La necesidad agudi%a el ingenio! Los hombres del 6eoltico 73((( ) 25(( a.1.8 ya debieron tener esta sensación. 1iertamente, se puede asumir "ue los sumerios y los egipcios utili%aban 9lubricantes9 para reducir la fricción 7bet/n, aceites animales y vegetales, agua8. Los ejemplos son numerosos! ) :ase sencilla para generar fuego y para crear perforaciones a trav;s de movimientos de rotación )Torno con soporte de piedra y madera )
$s, los sumerios, hace unos 0.((( a#os, ya utili%aban en sus carros correas de cuero y hor"uillas invertidas para el apoyo de los ejes rgidos. Los halla%gos muestran "ue estos puntos de contacto se lubricaban para reducir la fricción y, con ello, reducir tambi;n el desgaste. El rodamiento debe su nombre y su origen a los 9elementos rodantes9 las maderas redondas "ue utili%aban los egipcios en tiempos de faraones. Este m;todo permita aumentar la velocidad de trabajo, solucionar el problema de la fricción y "ue las tareas fueras menos duras. La idea de sustituir la fricción de desli%amiento por fricción de rodadura se remonta al pasado ms remoto de la historia de la civili%ación. $lgunos relieves egipcios muestran el transporte de enormes blo"ues de piedra "ue se utili%aban para la construcción de monumentos y "ue se desli%aban sobre troncos de rboles en lugar de rodillos.
E-isten evidencias grficas sobre cómo el transporte de algunas estatuas egipcias en el 2.55( a.1., apro-imadamente, en la tumba de Tehuti)hetep, El):ersheh, se reali%aba ya con patines lubricados! En esta imagen, se ve claramente a un hombre vertiendo lubricante frente a las superficies de desli%amiento. El pie de foto muestra el agua como lubricante, mientras "ue en una inscripción "ue acompa#a a la imagen, se nombra al aceite de oliva como lubricante.
Tribologia - 000 a.C.
1on lubricación, todo funciona mejor. Eso ya lo saban los antiguos egipcios. La base del trono del faraón se humedeca con aceite de oliva. 1on la reducción de la fricción, se consegua reducir tambi;n el personal de transporte necesario en un '(>. En las siguientes ;pocas, se utili%aban especialmente aceites vegetales y grasas animales como lubricantes y sustancias antidesgaste.
Tribologia - 50 a.C. - 50 d.C. Los #omanos
Los restos de una plataforma giratoria procedente de una nave del emperador 1algula y "ue se encontraron en el a#o 2@0( en el fondo del lago 6emi, dan muestra de "ue en la antig?edad ya se utili%aban cojinetes rudimentarios. Esta plataforma puede considerarse uno de los primeros ejemplos de rodamientos de presión, es decir, un cojinete dise#ado para recibir cargas directas y "ue gira alrededor de su eje. Tribologia - $%5-$5$& Leonardo da 'inci
9Las ciencias mecnicas son las ms nobles y /tiles, ya "ue, gracias a ellas, todos los cuerpos animados ejecutan la operación para la cual se dise#aron9. Esta cuestión sólo comen%ó a considerarse desde un punto de vista cientfico en la historia reciente, comen%ando con Leonardo da Ainci, "uien, en el a#o 2'((, trató el tema de la fricción, el e-aminar el coeficiente de ro%amiento 7coeficiente de ro%amiento esttico8 en un plano inclinado. Da Ainci determinó el valor del coeficiente de ro%amiento con f B C y formuló las leyes del ro%amiento seco. Da Ainci reali%ó estudios sobre el ro%amiento en superficies hori%ontales e inclinadas y sobre el desgaste de los rodamientos lisos. De estos estudios derivaron la primera y segunda ley de ro%amiento de Leonardo da Ainci. En 23@(, Leonardo da Ainci sustituyó casi e-clusivamente en un rodamiento la unión móvil entre dos partes a trav;s de una menor fricción de rodadura. Para ello, utili%ó bolas. Llegó a la conclusión de "ue el ro%amiento era menor cuando las bolas no se tocaban. $ ra% de ello, desarrolló elementos de separación "ue deberan permitir "ue las bolas se movieran libremente.
lustraciones de los e-perimentos de Leonardo da Ainci sobre el ro%amiento
Tribologia - Tribolgia - (iglos )' - )'*
El enacimiento se considera el comien%o real de la tribologa.
Tribologia - $!!3-$+05 uillaume montons
Fue un fsico y gobernador franc;s de Lille. eali%ó estudios en el mbito de la fricción mi-ta y comprobó "ue la fuer%a de ro%amiento depende de la fuer%a normal y "ue la rugosidad de la superficie deba tratarse como origen de la fricción. $montons atribuyó la fricción a causas mecnico)geom;tricas en cuanto a un 9dentado9 de desigualdades. Esta teora del endentado afirmaba! La unión continua de las microelevaciones interrumpe el movimiento relativo y genera una fuer%a de ro%amiento opuesta a la dirección de movimiento. $montons determinó el coeficiente de ro%amiento en f B 2G0. Las dos leyes de $montons constituyen la base de la comprensión emprica de la tribología. Fueron redescubiertas por ;l y las presentó, en 2*@@, a la $cademia eal. El verdadero descubridor fue, unos dos siglos antes, Leonardo da Ainci 723'H)2'2@8. Estas leyes afirman "ue la fuer%a de ro%amiento es proporcional a la fuer%a normal e independiente de la superficie de contacto aparente. $dems, debe tenerse en cuenta "ue la fuer%a de ro%amiento no sólo depende de la adhesión, sino "ue tambi;n depende de la abrasión. La abrasión tiene un efecto especialmente importante cuando la superficie rugosa de contacto est hecha de un material ms duro o cuando, en el punto de contacto, e-iste abrasión en forma de duras partculas de metal o-idado.
Tribologia - $!3-$+%% /ohn Theophilius esaguliers
Fue un filósofo natural nacido en Francia. Desagulier desarrolló un modelo para e-plicar el ro%amiento y lo atribuyó a la influencia de la cohesión y de la adhesión Desagulier 72*50)24338 introdujo un nuevo aspecto!
Tribologia - $!+ (ir *saac 1e2ton
6eIton define la viscosidad. La teora de la adhesión, as como la hipótesis de una causa moleculo)mecnica del ro%amiento surgieron cuando 6EJTK6 72*548 definió el parmetro conocido como viscosidad dinmica. La base de esta definición est en el concepto de una causa moleculo)mecnica de la fricción.
Tribologia - $+0+-$+3 Leonhard uler
Euler estudió el ro%amiento en planos inclinados y determinó "ue el ro%amiento esttico es apro-imadamente el doble de grande "ue la fricción de desli%amiento. $dems, introdujo el coeficiente de ro%amiento 99.
Tribologia - $+3!-$0! Charles ugustin Coulomb
1oulomb desarrolló las ideas bsicas de $montons en cuanto a la rugosidad superficial y la fricción mi-ta y trató la relación entre las fuer%as hori%ontales y la componente del peso
consecuencia "ue se corresponda con las ideas anteriores y "ue llevó al reconocimiento del modelo de 1oulomb.
+odelo de rugosidad del ro%amiento de 1oulomb. La fuer%a normal, F6, se distribuye entre las elevaciones con el mismo ngulo de inclinación.
Tribologia - $+&% 4hilip 'aughan
La primera patente conocida de un rodamiento ranurado de bolas fue de Philip Aaughan, nglaterra. Philip Aaughan 7M 25H3 en NidIelly8 de 1armarthen, fue un fundidor de hierro "ue inventó, en 24@2, el rodamiento de bolas, patentndolo en 24@3.
Tribologia - (iglo )'***
El mecanismo del rodamiento, as como el del rodamiento de bolas, fue inventado en el siglo OA, cuando en nglaterra se utili%ó un eje para los estribos de los caballos con un anillo de rodamiento de bolas en las ranuras de los surcos parciales semicirculares, repartidos a lo largo de dicho eje.
Tribologia - $+50-$50
Tuvimos "ue esperar hasta la revolución industrial para conseguir avances en el desarrollo de lubricantes. Esto se debió a los conocimientos de mecnica de fluidos y el flujo viscoso, as como a la creciente demanda del desarrollo industrial de volumen y calidad de los lubricantes y a la rpida sustitución de los aceites vegetales y animales por aceites minerales. Este /ltimo se obtiene por destilación y refinación de petróleo, es"uisto y carbón.
Tribologia - $0 . Cardinet
odamiento de rodillos cónicos patentado por +. 1ardinet, Francia Este cojinete es muy resistente tanto en la dirección radial como a-ial. 6ormalmente se construye en parejas! Dos cojinetes se colocan uno en frente de otro, ya "ue consta de dos elementos sueltos! el anillo interior con elementos rodantes y el anillo e-terior como buje. Los elementos rodantes del anillo interior tienen la forma de un cono truncado y, adems, estn ligeramente inclinados hacia el eje geom;trico de rbol. La holgura es regulable. Los ejes cónicos del anillo interior, e-terior y de los rodillos cónicos se encuentran en un punto del eje de rotación, ya "ue sólo as los rodillos cónicos pueden rodar sin "ue resbale.
Tribologia - $5& . L. ra6e
Primer po%o petrolfero en Titusville.
Tribologia - (iglo )*)
Los componentes de lubricación e-perimentaron un gran avance en el siglo OO en el marco de la industriali%ación. En este momento e-ista una gran necesidad de cojinetes de fabricación industrial como elementos de ma"uinaria. Los componentes principales de los rodamientos son dos anillos móviles uno con otro, los anillos interior y e-terior, separados por medio del elemento rodante. En la mayora de los casos, los elementos rodantes se guan por una corona "ue se los mantiene a una distancia constante entre s y "ue evita un contacto mutuo.
Tribologia - $50-$&5
La ;poca entre 25'( y 2@H' se conoce como la de los 9avances t;cnicos9. El ferrocarril representa el centro de los acontecimientos sociales. De la lubricación sólida 7precursora de las grasas8, se pasa a los lubricantes l"uidos para la lubricación de rodamientos y correderas. 1on inventos importantes se asentaron las bases de la tribologa moderna. Las mayores e-igencias disponan de cantidades casi ilimitadas de un lubricante barato! el aceite lubricante mineral, cuya amplia gama cualitativa poda utili%arse en casi cual"uier rama de la t;cnica.
Tribologia - a partir de $&5
La verdadera era de la tribologa comen%ó tras la Primera uerra +undial. 1argas, velocidad y temperaturas elevadas marcaron un mayor desgaste del par de fricción. Los lmites de las caractersticas fsicas de los lubricantes tuvieron "ue adaptarse a condiciones ms estrictas. $s como los pasos previos del desarrollo tecnológico y de la aditivación se remontan al siglo OO, los conceptos modernos de esta aditivación de lubricantes sólo comen%aron en los a#os 0( del /ltimo siglo. $parecieron mejoradores del ndice de viscosidad, mejoradores del punto de escurrimiento, inhibidores de la o-idación y la corrosión, etc. Es decir, una gama completa de procedimientos de protección. Paralelamente, comen%ó el desarrollo de los aceites sint;ticos, a causa de los desgastes e-tremos generados por las temperaturas elevadas y muy elevadas. $ pesar de su gran importancia, la proporción de lubricantes sint;ticos sólo es de un '> de los lubricantes convencionales. Tras la
Tribologia - $&!!
El t;rmino tribologa fue acu#ado en 2@** en relación con el nforme Qost, un estudio encargado por el gobierno ingl;s sobre los da#os causados por el
desgaste y, desde entonces, se utili%a en relación con la fricción, es desgaste y la lubricación.
Tribologia - 7oy
En los /ltimos siglos, la necesidad de aceites lubricantes ha aumentado de manera drstica! Para garanti%ar una lubricación segura, se utili%aban cada ve% ms lubricantes sint;ticos "ue, por su parte, estn fabricados principalmente con petróleo pero a trav;s de una sntesis "umica. Los aceites lubricantes sint;ticos se caracteri%an por su elevada estabilidad t;rmica, su bajo coeficiente de ro%amiento, su buena humectabilidad metlica, su reducida volatilidad, su miscibilidad en agua y son altamente inflamables. Las grasas lubricantes son parientes cercanos de los aceites lubricantes Para muchos puntos de lubricación se utili%a la grasa en lugar del aceite, ya "ue el aceite se derramara. Las grasas son aceites espesados. 1omo espesante se utili%an, por ejemplo, el litio, calcio o el aluminio, o espesantes inorgnicos 7por ejemplo, la bentonita8. El campo de aplicación de los lubricantes es muy importante, ya "ue 9sin lubricación, nada funciona9.
1ategoria! &istoria de la tribologia
Bibliografia