Desgaste e Tribologia: Conceitos, Tipos e Impactos

O Que é Desgaste?

É o processo de remoção de material de uma ou ambas as superfícies de dois sólidos, quando esses corpos estão em contato dinâmico.

Desgaste é o dano progressivo envolvendo perda de material que ocorre na superfície de um componente como resultado de seu movimento contra um outro componente que lhe toca.

Fatores que Influenciam o Desgaste

• Geometria da superfície.
• Carga aplicada ou pressão entre os corpos em contato.
• Velocidade relativa de deslizamento ou deslocamento entre os corpos em contato.
• Condições ambientais.
• Propriedades mecânicas, térmicas, químicas e metalúrgicas dos componentes em contato.
• Propriedades físicas, mecânicas, térmicas e químicas do lubrificante.

Aspectos Econômicos do Desgaste

• O desgaste de equipamentos e componentes em vários segmentos industriais, agrícolas e outros representam um dos maiores fatores de depreciação de capital e fontes de despesas com a manutenção.
• Atualmente, cerca de 10% da energia consumida é dissipada por fricção e por outros processos de desgaste.
• Em países desenvolvidos, de 1% a 5% do PIB é consumido com os efeitos maléficos do desgaste.
• O gasto com desgaste ocorre diretamente (devido à necessidade de reposição ou recuperação de peças danificadas) ou indiretamente (devido ao superdimensionamento de equipamentos, interrupções de linhas de produção para manutenção ou mesmo limitação de produção pela ocorrência de equipamentos deteriorados).

Equação de Archard: Comentários

A perda de material do desgaste deveria ser proporcional ao comprimento do deslizamento ou tempo (é verdadeira considerando os efeitos de desgastes de partida).

O desgaste deveria ser proporcional ao carregamento aplicado (é verdadeira, pode significar transições entre mecanismos de desgaste com as mudanças dos carregamentos).

A taxa de desgaste deveria ser independente da área do contato aparente (no regime elástico, a tensão de contato aumenta linearmente com a área de contato aparente).

Tipos de Desgaste

Desgaste Abrasivo

É a perda de material pela passagem de partículas rígidas sobre uma superfície.

Desgaste Adesivo

Ocorre quando duas superfícies escorregam uma em relação à outra.

Desgaste por Erosão

É caracterizado pela remoção de material pelo impacto na superfície de partículas sólidas presentes em um determinado fluido. Esse tipo de desgaste é encontrado em peças de máquinas, tais como pás de ventiladores e exaustores industriais, pás de turbinas hidrelétricas, e distribuidores de adubos.

Fadiga de Contato

Nos fenômenos de falha por fadiga, a primeira distinção a ser feita é entre a fadiga dita convencional, que está relacionada a tensões cíclicas distribuídas em grandes parcelas das áreas dos corpos envolvidos, e a fadiga de contato, que está associada a esforços cíclicos, compressivos e concentrados.

Embora a fadiga de contato esteja associada a contatos de rolamento e de impacto, ela também pode ocorrer em contatos de deslizamento.

O Que é Tribologia?

A Tribologia (do grego τρίβω 'tribo' significando 'esfregar, atritar, friccionar', e λόγος 'logos' significando 'estudo') foi definida em 1966 como "a ciência e tecnologia da interação de superfícies em movimento relativo e assuntos e práticas relacionados" ("the science and technology of interacting surfaces in relative motion and of related subjects and practices")^[1].

Obviamente, os pais da tribologia não esqueceram o atrito estático, exceto na definição da palavra. A tribologia une os campos da mecânica, física, química, materiais e os conhecimentos em lubrificação, atrito e desgaste para predizer o comportamento de sistemas físicos^[2]. Quando a tribologia considera organismos vivos, ela é designada por biotribologia e incorpora princípios da medicina e das ciências biológicas.