Desgaste

Ago 16, 2021
admin

Desgaste, eliminación de material de una superficie sólida como resultado de la acción mecánica ejercida por otro sólido. El desgaste se produce principalmente como una pérdida progresiva de material resultante de la interacción mecánica de dos superficies deslizantes bajo carga. El desgaste es un fenómeno tan universal que rara vez dos cuerpos sólidos se deslizan uno sobre otro o incluso se tocan sin que se produzca una transferencia o pérdida de material medible. Así, las monedas se desgastan como resultado del contacto continuado con telas y dedos humanos; los lápices se desgastan tras deslizarse sobre el papel; y los raíles se desgastan como resultado del rodamiento continuado de las ruedas del tren sobre ellos. Sólo los seres vivos (como las articulaciones de los huesos) son en cierto modo inmunes a los daños permanentes causados por el desgaste, ya que tienen la propiedad de volver a crecer y curarse.

El físico italiano Guglielmo Marconi trabajando en la sala de radio de su yate Electra, c. 1920.
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Hay cuatro tipos básicos de desgaste: adhesivo, abrasivo, corrosivo y por fatiga superficial.

El tipo más común, el desgaste adhesivo, surge de las fuertes fuerzas adhesivas que se generan en la interfaz de dos materiales sólidos. Cuando las superficies sólidas se presionan entre sí, se produce un contacto íntimo en una serie de pequeños parches o uniones. Durante el deslizamiento, estas uniones continúan haciéndose y rompiéndose y, si una unión no se rompe a lo largo de la interfaz original, se forma una partícula de desgaste. Estas partículas acaban rompiéndose. El desgaste por adhesión es indeseable por dos razones: en primer lugar, la pérdida de material acabará por deteriorar el rendimiento del mecanismo; y en segundo lugar, la formación de grandes partículas de desgaste en miembros deslizantes estrechamente ajustados puede provocar el agarrotamiento del mecanismo en una fase temprana de su vida productiva. El desgaste adhesivo es muchas veces mayor en las superficies metálicas no lubricadas que en las efectivamente lubricadas.

El desgaste abrasivo se produce cuando una superficie dura y rugosa se desliza sobre otra más blanda, produciendo surcos en esta última. También puede ser causado por partículas abrasivas sueltas que ruedan entre dos superficies blandas que se deslizan o por partículas incrustadas en una de las superficies opuestas. Los fragmentos abrasivos arrastrados por una corriente de líquido o gas pueden desgastar una superficie si chocan con ella a gran velocidad. Dado que el desgaste por abrasión tiene lugar cuando el material abrasivo es áspero y más duro que la superficie a desgastar, puede evitarse eliminando el componente duro y áspero o haciendo que la superficie a proteger sea aún más dura.

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El desgaste por corrosión se produce siempre que un gas o líquido ataca químicamente una superficie que queda expuesta por el proceso de deslizamiento. Normalmente, cuando una superficie se corroe, los productos de la corrosión (como la pátina) tienden a quedarse en la superficie, frenando así la corrosión posterior. Pero, si se produce un deslizamiento continuo, la acción de deslizamiento elimina los depósitos superficiales que, de otro modo, protegerían contra una mayor corrosión, que, por tanto, se produce más rápidamente. Una superficie que ha sufrido desgaste por corrosión suele tener un aspecto mate y relativamente liso.

El desgaste por fatiga de la superficie se produce por el alto esfuerzo repetido que conlleva un movimiento de rodadura, como el de las ruedas metálicas sobre raíles o el de un rodamiento de bolas que rueda en una máquina. La tensión hace que se formen grietas subterráneas en el componente móvil o en el estacionario. A medida que estas grietas crecen, las partículas grandes se separan de la superficie y se producen picaduras. El desgaste por fatiga de la superficie es la forma más común de desgaste que afecta a los elementos rodantes como los rodamientos o los engranajes. En el caso de las superficies de deslizamiento, el desgaste adhesivo suele ser lo suficientemente rápido como para que no haya tiempo de que se produzca el desgaste por fatiga superficial.

Aunque el proceso de desgaste suele considerarse perjudicial, y en la mayoría de las situaciones prácticas lo es, también tiene algunos usos prácticos. Por ejemplo, muchos métodos para producir una superficie en un objeto manufacturado dependen del desgaste abrasivo, entre ellos el limado, el lijado, el lapeado y el pulido. Muchos instrumentos de escritura, principalmente el lápiz, el crayón y la tiza, dependen para su efecto del desgaste adhesivo. Otro uso es el desgaste de los dientes incisivos de los roedores. Estos dientes tienen una cubierta de esmalte duro a lo largo de la superficie curva exterior, pero sólo dentina blanda en la superficie interior. Por lo tanto, el desgaste abrasivo y adhesivo, que se produce más rápidamente en la parte más blanda, actúa para mantener un borde cortante en los dientes.

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