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Artículos anteriores: ¿Qué es la tribología? – ¿Qué es la fricción? – El coeficiente de fricción, la lubricación y el hostión – ¿Qué es el desgaste? – El desgaste adhesivo y las prótesis

Con este artículo podremos entender hasta qué punto es importante el estudio de la tribología en la ingeniería, y también en la industria. Debido a que es una técnica que nos permite conocer el estado de un equipo, se han desarrollado ensayos que nos permiten conocer el nivel de desgaste de una pieza que estamos ensayando para predecir como se comportará cuando llegue al «mundo real», pero también podemos ensayar piezas del «mundo real», para saber si esta apta para seguir trabajando, o necesitará algún tipo de actuación.

Como analogía, si se diseña un neumático de automóvil, se ensaya su comportamiento en el laboratorio para  observar el desgaste, y predecir el comportamiento de este cuando esté girando montado en nuestro coche; igualmente, cuando el coche ya lleva kilómetros recorridos con esos neumáticos, una observación y análisis (medida) de la geometría de ese neumático nos dirá si podemos seguir circulando o necesitaremos cambiarlo.

Esto que os voy a mostrar son los principios básicos de los ensayos más frecuentes. Para este tipo de ensayos se utilizan máquinas que se denominan generalmente tribómetros.

Ensayo de desgaste abrasivo (Normas ASTM G65 – ASTM G105 – ASTM B611)

ensayo-desgaste-abrasivo

El ensayo típico para el desgaste abrasivo es el llamado «roll paper», y se trata de un cilindro con papel de lija en la superficie (1), con el que conociendo las condiciones y parámetros del ensayo como velocidad (rpm), tipo de abrasivo, peso de la carga,  etc, podremos conocer el comportamiento posterior del material controlando la masa perdida en la probeta (pieza negra) durante el ensayo. Este ensayo también tiene una variante en la que se utiliza un cilindro o rodillo de goma, y se va tirando un mineral abrasivo (habitualmente sílice), y  controlando igualmente la pérdida de masa en la probeta.

Ejemplos: Aquí uno y aquí otro

Ensayos de desgaste adhesivo

Este ensayo se denomina «pin on disc», y es similar al anterior. En este caso cogemos una punta del material a ensayar, y lo haremos rozar contra un disco que gira. En este caso volveremos a conocer la carga (fuerza), que estamos aplicando, la velocidad del disco, y los datos del material ensayado, y con todo esto podremos determinar la resistencia al desgaste del material. En función de los materiales a ensayar y las necesidades, se utilizan diferentes formas, una bola (ball on disk), un punzón (pin on disk), o un disco (disk on disk) ¡toma nivelazo de inglés!

Ejemplos: Aquí uno y aquí otro

Por cierto, estoy convencido casi al 100% que en los últimos años deben haber aparecido software relacionado con este tipo de ensayos, que permitan realizar simulaciones y extraer datos, a ver si alguien nos puede aportar algo al respecto.

Digamos que estos son los ensayos que se utilizan en los laboratorios para determinar condiciones de materiales, pero recordar que la tribología va mucho más allá de los laboratorios, y es posible utilizarla a pie de máquina, para conocer y verificar el estado de un equipo, hacer predicciones de una falla, etc.

Por ejemplo, se usan métodos como medir la cantidad de partículas de acero en el aceite de un equipo,  hacer marcas con determinados útiles con el fin de medir las «huellas», y algunos otros que nos permiten conocer datos del nivel de desgaste al que ha sido sometido un equipo.

El gran «pero» de este tipo de técnicas, es que muchas veces necesitamos que el equipo esté parado, y eso, en muchos tipos de industria en poco probable que se nos permita…

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Para los no técnicos o neófitos (me encanta esta palabra, parece muy culta), un pie de rey se limita a ser la extremidad de un Borbón, Hannover, Habsburgo; pero debéis saber que se denomina coloquialmente así, a un instrumento de medición, o calibre, que se utiliza para medir con piezas (estoy llegando a un nivel de humor en el blog…)

Los pies de rey son universalmente utilizados en casi todas las industrias y otros muchos sectores, y además, por diferentes departamentos dentro de las compañías. Así:

  1. control de calidad lo utiliza para verificar dimensiones de la fabricación realizada.
  2. producción lo utiliza para verificar a pie de máquina que lo que se está fabricando está OK.
  3. mantenimiento lo utiliza para regular maquinaria, reglajes, fabricar recambios, comprobar…
  4. ingeniería lo utiliza para medir primeras muestras y homologar (en un caso de fabricación seriada)
  5. y los jefes lo utilizan para discutir entre ellos sobre las décimas que calidad no ha detectado, la tolerancia que ingeniería ha errado, los desviaciones que producción no ha controlado, y los malos ajustes que mantenimiento ha realizado, así que se puede convertir en una peligrosa arma arrojadiza.

Y no podemos olvidarnos de lo estupendo que resulta pasearse por una fábrica con un pie de rey y una hoja en la mano, aunque realmente no se esté haciendo nada… ¿quién no lo ha visto alguna vez?

De pies de rey, existen unos cuantos tipos, pero yo os hablaré del más común, el que hacemos servir para medir exteriores (1), interiores (2), y fondos (3). En la imagen podéis ver un pie de rey totalmente cerrado, donde estaría midiendo 0mm (si es que existe el 0), y debajo el pie de rey después de haber medido «algo» que hacía 10mm.

cerradoabierto

Además, este pie de rey, realiza la lectura directamente sobre una escala. Como ya os puse este enlace, creo que no hace falta explicar como se lee una medida, ya que es muy descriptivo. A parte de estos, existen los pies de rey con reloj, y con pantalla digital (más modernos, más cómodos, más caros y no tiene porqué ser más fiables).

Aquí os muestro qué tipo de mediciones se puede hacer con un pie de rey convencional.

– Midiendo exteriores (15mm):

exterior

– Midiendo interiores (9,6mm):

interior

-Midiendo profundidad o fondos (8,5mm):

mirafondo-1mirafondo-2

Por otro lado, los pies de rey, tienen una precisión, que es función de la calidad de este. Los hay que nos permiten medir con diferentes precisiones, los más típicos son:

  • 0,05mm. Miden 10,50mm – 10,55mm – 10,60mm – 10,65mm – 10,70mm…
  • 0,02mm. Miden 10,50mm – 10,52mm – 10,54mm – 10,56mm – 10,58mm… (el de las fotos es de esta precisión)
  • 0,01mm. Miden 10,50mm – 10,51mm – 10,52mm – 10,53mm – 10,54mm…

¿Sabéis medir con un pie de rey ahora?

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Artículos anteriores: Una obsesión del hombre: medir. Pero ¿cómo medir? – ¿Qué son las tolerancias?

Ya hablamos que las tolerancias nos sirven para controlar las medidas, y establecer unos márgenes en los cuales se puede aceptar una medición realizada como correcta. Pero necesitamos alguna cosilla más como conocer la apreciación de los instrumentos de medición, también denominada sensibilidad.

Vamos a visitar a nuestro amigo Andrés, que fabrica las piezas para los Cubirruvi. Finalmente tenía ciertas restricciones a la hora de fabricar: inyectar piezas entre 9,8mm y 10,2mm. Como os he dicho que la precisión es una cualidad de los útiles de medición, vamos a ver con qué está midiendo Andrés…

¡No hombre no! Con la regla que utilizabas para ir a clase de dibujo no puedes medir esto… Una regla es un instrumento de medición, cuya apreciación es de 1mm, como mucho de 0,5mm (separación entre las rayas que vemos grabadas en ella). Además no es un instrumento que asegure que la medición sea precisa como en otros instrumentos que veremos más adelante. Igualmente, la regla de Andrés nos permite medir con una apreciación milimétrica (de 1mm en 1mm):

1 – 2 – 3 – 4 – 5…………18 – 19 – 20 – 21……….64 – 65 – 66 – 67

Si Andrés quiere saber qué medidas tienen realmente las piezas que está fabricando, necesitará como mínimo una apreciación decimal,  0,1 mm (un mm partido 10 veces), porque las medidas permitidas, van desde 9,8mm, hasta 10,2mm, o sea, se mueven de décima en décima. Si medimos y sale 9,8mm es correcta, pero 9,7mm no, y por arriba 10,2mm será correcta, y 10,3mm ya no.

Si un instrumento tiene una apreciación como la indicada 0,1mm, significará que podremos apreciar según ese intervalo, así podremos medir piezas desde (en mm):

0,1 – 0,2 – 0,3 – 0,4 – 0,5……..1,0 – 1,1 – 1,2 – 1,3………23,5 – 23,6 – 23,7 – 23,8 (aquí tenéis una simulación que explicaré en el siguiente artículo)

Con un instrumento que tenga una apreciación de 0,05mm:

0,05 – 0,1 – 0,15 – 0,2 – 0,25 – 0,3……..1,05 – 1,1 – 1,15 – 1,2………23,55 – 23,6 – 23,65 – 23,7 (como este)

Con un instrumento que tenga una apreciación de 0,02mm:

0,02 – 0,04 – 0,06 – 0,08 – 0,10 – 0,12……..1,08 – 1,10 – 1,12 – 1,14………23,54 – 23,56 – 23,58 – 23,60 (como este)

Así que está claro, que con la regla no detectará si la pieza hace 10,3mm ó 9,6mm, que estarían mal. Y como somos unos chivatos, hemos avisado a Fede, que rápidamente mediante el Departamento de Calidad, le ha hecho comprarse un instrumento con mayor apreciación (y con su certificado correspondiente para que los laboratorios también se llenen los bolsillos).

Así, definimos la apreciación de un instrumento de medida, como la capacidad para medir entre los intervalos indicados. Un instrumento será de mayor apreciación, cuanto más pequeño sea ese intervalo.

Una balanza de mercado (fijaros la próxima vez), suele medir en kilogramos[kg], con intervalos de 0,005kg, o sea, cada 5 gramos[g], así para pesar: 5g / 100g / 2kg, aparecería en el visor: 0,005kg / 0,100kg / 2,000kg.

balanza-kg

En cambio, una balanza de laboratorio, suele medir en gramos, con intervalos de 0,0005g, o sea, hasta 0,5miligramos[mg], así para pesar: 0,5mg /5mg /0,5g / 5g, aparecería en el visor: 0,0005g / 0,0050g / 0,5000g / 5,0000g.

balanza-g1

En resumen, las tolerancias afectan a los valores de las medidas, y la apreciación afecta a los instrumentos que utilizamos para medir. En el ejemplo que vimos del GPS, dijimos que la medida del aparato tendría una apreciación de 10metros, pero si lo definimos desde el punto de vista de apreciación del aparato, su apreciación será de 10m respecto al punto que nos indique en el visor en cada momento.

Y la pregunta del millón ¿cuando necesito tener más apreciación o menos? Pues igual que en el campo de las tolerancias, ser restrictivo es caro, y a veces innecesario. Cuanto más aprecie un aparato, mayor será su coste y mantenimiento, pero todo dependerá de la necesidad, observar el ejemplo del mercado y el laboratorio, es bastante significativo…

Como podéis imaginar, para medir existen instrumentos de medición con bastante apreciación, y mucho más fiables que una regla, o un flexómetro, así que iremos hablando de ellos en próximos artículos: El proyector de perfiles, las galgas, el pie de rey o calibre, el micrómetro…pero también balanzas, calibres y algunos instrumentos comunes más.

Corrección 2012: Después de muchos años colgado, corrijo el título y términos del artículo, pues como bien apuntan en un comentario, cometí el error de hablar de precisión, cuando estaba explicando la apreciación de un instrumento de medición.

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Dejando aparte las que se refieren al artilugio bélico, y a la tapa, todo el mundo ha oído hablar alguna vez de la bomba: la bomba pierde presión, la bomba fuga, la bomba se ha recalentado, la bomba hace ruido… Y es que pocas actividades existen que no necesiten de al menos una bomba para su desarrollo.

Encontramos cientos de bombas en una empresa química para mover sus componentes por el proceso,  en un hotel para desaguar las aguas fecales, en un coche para impulsar el aceite de engrase por todo el motor, en gasolineras para impulsar el combustible, en maquinaria para impulsar el aceite de engrase, en oleoductos empujando el petróleo de un punto a otro, y en aplicaciones tan especiales como dosificando pegamento.

Fuente: ramon_perez_terrassa

Todo esto es posible porque existen numerosos tipos de bombas, yo mismo no tengo ni idea de los tipos que puede llegar a haber ¿y eso me ha impedido escribir esta especie de artículo? Nada… Además, algunas se suelen conocer por su función, pero otras por su funcionamiento, o por sus componentes. Ahora mismo, enumerando las que me vienen a la mente: de vacío, peristálticas, de engranes, de lóbulos, de palas, de trasiego, centrífugas, motobombas, sumergibles, multietapa, de paletas, de émbolo, verticales, de tornillo, soplantes, de diafragma, manuales, dosificadoras…

¿Qué es una bomba?

Una bomba básicamente, es un equipo que convierte energía mecánica en energía hidráulica. Esta energía que recibe la bomba antes de convertirla, la suele recibir habitualmente de motores eléctricos, aunque a veces, cuando forma parte de otros equipos, como por ejemplo en un motor, puede recibir directamente energía mecánica (por ejemplo la bomba de aceite y de agua de un coche).

Para que entendáis como funciona una bomba, os haré un símil de todo lo contrario. Si colocamos en una río un molino de agua, convertiremos la energía de la velocidad del  río (energía cinética), o como en el caso de la foto, la energía debida a la altura del agua (energía potencial), en energía mecánica en forma de giro de la rueda del molino. Pues bien, las bombas hacen justamente lo contrario, reciben giro en su eje, y lo convierten en energía cinética que se usa para acelerar y aumentar la presión de un fluido en el interior de la bomba.

Las bombas pueden ser sencillas constructivamente, pero también muy complejas. Los componentes básicos de una bomba son el cuerpo/voluta/difusor, que es el elemento fijo, y el impulsor/rotor, que es la parte interna que recibe el movimiento y gira en el interior de la voluta. Como tengo pensado hacer algún artículo específico sobre algún tipo de bomba, ya avanzaremos en las partes constructivas más adelante.

Aquí podéis ver unos ejemplos enlazados de la Wikipedia, de diferentes tipos de bomba, que poco a poco iremos conociendo:

Pero ¿para qué se usan las bombas?

Pues como he avanzado en el párrafo anterior, las bombas se utilizan básicamente para aumentar la velocidad de un fluido, su presión  o su posición. Ejemplos infinitos: para aumentar la presión en la red de agua y que tengáis presión de agua en vuestros grifos, para llevar el combustible desde el depósito al motor en vuestro coche, para mover el líquido que refrigera una central nuclear…y no acabaría nunca.

Si queréis ver imágenes de bombas, mejor que poner yo alguna aquí, prefiero poneros algún enlace a algunos de los mayores fabricantes de bombas  y dais un rulo por sus webs.

 

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Artículos anteriores: ¿Qué es la tribología? – ¿Qué es la fricción? – El coeficiente de fricción, la lubricación y el hostión

El desgaste es un bicho muy malo, que no se mata con piedra ni palo, que corre y se mete por todos los rincones, y son muy malignas sin picazones… (homenaje a Gomaespuma).

Ahora de verdad, el desgaste es el daño que se provoca en una superficie sólida, por un medio sólido, líquido o gaseoso en contacto con esta, por el arranque de pequeñas partes del material, que provocan una pérdida de sección de la misma 😯 . En otras palabras, por una serie de efectos que describiremos a continuación, pequeñas partes de la superficie de la pieza, se van desprendiendo y hacen que la pieza cada vez quede más pequeña.

Como no podía ser tan fácil, y ya os he avanzado que explicaremos de qué manera nos afecta el desgaste, os voy a describir los cuatro tipos a considerar, y apunto que suelen darse combinados entre ellos en la realidad, y no muy lejos, desde en nuestras articulaciones como el codo o la rodilla, hasta los escalones de nuestro barrio (¿quién no ha visto esos escalones redondeados en viejos edificios?), pasando por nuestros utensilios de cocina (mirar sobre todo los de madera después de unos años), y como no, las ruedas de nuestros coches:

  1. Desgaste abrasivo Desgaste abrasivo: es el que provoca una superficie sobre otra cuando existen protuberancias en el material más duro, que se clavan en el otro. Volviendo a la hamburguesa que mostré en el artículo de la fricción, donde os comenté que las superficie vistas desde muy cerca (tendríais que ser tan pequeño como Pablo Motos para verlas así), no son lisas y tienen muchísimas protuberancias. Si nos acercamos, veremos que básicamente lo que sucede es que el material más duro, al clavarse en el otro, arranca trozos del material (llamado indentación, ranurado o esclopeado), o rompe las crestas del material más blando (llamado pulido). Si cogéis un tenedor y lo arrastráis por encima de un taco de mantequilla, observaréis como funciona. Los mecanizados, son procesos de desgaste abrasivo, pero controlados y provocados.
  2. desgaste-adhesivoDesgaste adhesivo: este tipo de desgaste se da entre materiales iguales o parecidos, ya que al tener mayor afinidad, se transfieren moléculas entre ellos, que se pegan, y al continuar el movimiento relativo entre las dos superficies, se arrancan y desprenden. Para no alargar el artículo os hablaré otro día de tipos de desgaste adhesivo, que es muy interesante. Este lo podéis observar si os frotáis las manos (recordar que con la fricción se crea calor), hacerlo con vuestros dedos índices sólo, al final aparecerán entre ellos «unas virutas», pues eso son células de la piel que por afinidad se enganchan entre ellas, se desprenden y acaban formando ese macarrón (me parto de veros en casa o en el trabajo frontando los dedos).
  3. desgaste-abrasivoDesgaste por erosión: este es fácil de entender, porque básicamente es el que se produce por acción de un fluido (líquido o gas), en el que cualquier tipo de partícula arrastrada, al impactar sobre la cualquier superficie, arranca pequeños trozos de ella. Como podéis imaginar este es puñetero, porque cuando más impactos, más partículas arrancas y más problemas puedes tener en tu instalación. No tiene porque ser sólo en tuberías, dos piezas entre las que exista un espacio donde se pueda «colar» una partícula, puede hace un buen destrozo. Este lo podéis hacer el próximo día que vayáis a la playa, o que os acerquéis a una obra, con una hoja de papel hacéis un canuto (de qué me suena a mí esto), y echáis arena sin parar, al final el papel se perforará, y podréis volver a casa…
  4. desgaste-fatigaDesgaste por fatiga: este tipo de desgaste viene habitualmente provocado primero por un número 1 ó 2 (parecen platos combinados), y cuando tenemos una partícula que queda atrapado entre dos superficies, marca o se clava en una de ellas, lo que provoca grietas, dislocaciones (cambios en la estructura del material), o roturas. En la imagen podéis ver como una partícula «se ha clavado» sobre la superficie, y esto ha provocado que por acción mecánica (esfuerzos), una grieta se propague, y acabe destrozando la pieza. No se me ocurre como podéis probar esto…se aceptan aportaciones.

¡Ala! ¡Hacer las pruebas! Y si no está claro, buscar otro blog más normalito…

Y sobre todo, mirar vuestro entorno, y pensar que a partir de ahora, cuando veáis que hay cosas que se están deteriorando por el uso, si os ha quedado claro esto, podréis decirle a vuestros amigos o familiares ¿sabes que las ruedas de tu coche se han desgastado a causa de un abrasivo-adhesivo? Probar, probar, y sabréis porque existe la narcolepsia…

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Artículos anteriores: ¿Qué es la tribología? – ¿Qué es la fricción?

Antes de continuar, un apunte. A nivel teórico o de cálculo, existe el denominado coeficiente de fricción, que se indica con la letra griega µ. El coeficiente de fricción se podría decir que es una propiedad de cada material y de cada tipo de superficie, así las superficies lisas tienen un coeficiente más bajo, y las rugosas uno más alto. Ejemplos:

  • el suelo (caminando) µ = 0,2-0,3
  • el hielo (caminando) µ = 0,02 – 0,03
  • piezas con deslizamiento en seco (genérico) µ = 0,5 – 0,7
  • piezas con deslizamiento con lubricación µ = 0,03
  • en el vacío µ =5

Por último, hay que dejar claro que siempre existirá fricción, porque el coeficiente de fricción en ningún caso es igual a 0, así que por bajo que sea, provocará siempre desgaste.

Como ya os avancé, un pequeño detalle para explicar en qué consiste y qué conseguimos con la lubricación. De hecho todos hemos visto alguna vez a alguien poner aceite en una bisagra, o en un tornillo. Pues bien, con eso, lo que conseguimos (volviendo a nivel microscópico de nuevo) es colocar una película líquida de grasa o aceite entre los dos materiales (de color amarillo en la imagen), que separa las crestas y evita que las crestas entren en contacte y por tanto que se produzca fricción.

Siguiendo a nivel microscópico, los lubricantes actúan como numerosas capas compuestas de bolitas, que permiten el deslizamiento de unas entre otras, así la pieza que pongamos encima de otra lubricada, tendrá facilidad para moverse «sin quedarse clavada». Si cuando vais a fregar los platos en casa (ayudar en casa…), y intentáis arrastrar un plato por los mármoles (o madera o granito o…), notaréis como «roza» una superficie sobre otra, pero si ponéis algo de jabón (aprovecharlo luego), notaréis como el plato se desliza más fácilmente ahora…

Además, como los fluidos son incompresibles (en estas condiciones), mientras el lubricante no se escape por algún sitio siempre tendremos una película protegiendo las piezas. Las máquinas con engrase tratan de conservar el aceite o grasa en su interior, o mediante equipos especiales se trata  de que haya siempre lubricación en aquellas partes que lo necesitan. Pensar en todas las partes en movimiento que hay en un motor, y entenderéis porqué es tan importante que un motor siempre mantenga su nivel de aceite…

Cuando un motor o equipo se queda sin aceite, se suele decir que ha gripado. Básicamente esto sucede porque las superficies, al quedarse sin el lubricante, comienzan a rozar y a generar calor, se dilatan, aumentan de medida y… ¡crash! (aunque también ser dan algunos efectos más, como el desgaste por gripaje, que veréis en este artículo)

Ahora veis en lo que parecía una hamburguesa, como si la hubiéramos rellenado de mostaza…

Lo de las hostias del título es, aparte de que queda bien, porque volviendo al tema de la rampa del parking, ahora podéis entender porqué no se hacen rampas lisas, y porqué cuando las hay, porque haberlas haylas, y llueve ¡patapum! En definitiva, tenemos dos superficies y un lubricante…

Artículos posteriores: ¿Qué es el desgaste? – ¿Qué es la corrosión?

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Artículos anteriores: ¿Qué es la tribología?

Es una pregunta con trampa ¿no? Todo el mundo sabe lo que es la fricción…la fricción es rozar, rozarse, que te rocen ¿no? Pues… más o menos.

O bueno sí, pero desde un punto de vista técnico, veréis que se explica de manera diferente, y es que a algunos nos gusta liar las cosas. Realmente la fricción es la resistencia al movimiento relativo entre dos superficies. O sea,  siempre que dos superficies esten en contacto, y una de ellas se mueva respecto a la otra, existirá fricción. Y como consecuencia tendremos desgaste (que veremos más adelante).

Para entender cómo se produce realmente la fricción, tendremos que bajar a un nivel microscópico, así que ahora os hago un dibujito con su zoom correspondiente (eso que parece una hamburguesa vacía).

Básicamente lo que vemos a nivel microscópico, es que las superficies no son perfectamente lisas, y debido a la presión que un cuerpo ejerce sobre otro, aunque sólo sea su propio peso, es suficiente como para que exista fricción. Si observáis las crestas, algunas de ellas se tocan, el mayor o menor número de estas en contacto, es lo que nos provocará mayor o menor fricción, y por tanto, mayor o menor esfuerzo necesario para mover las piezas entre sí.

Por eso, cuando intentamos mover cualquier cosa sobre una superficie rugosa o lisa, nos cuesta más o menos trabajo. De hecho, nosotros mismos lo hemos comprobado muchas veces sin darnos cuenta. Un ejemplo muy cotidiano y que podéis probar ahora mismo, nuestros dedos. Si viéramos una sección, tienen estrías (la huella dactilar),  cuando presionamos para deslizar el dedo sobre la superficie del ratón, nos resulta bastante sencillo conseguirlo, pero si buscáis una lima de uñas, y intentáis presionar igual sobre ella posiblemente se os quedará el dedo enganchado (podéis devolver la lima de uñas a vuestra mujer o madre). En el primer caso, debido a que los plásticos se pueden conformar y obtener superficies muy lisas (pocas crestas), existe poca fricción; por otro lado, con la lima, al existir muchísimas más crestas en ella, existe una mayor fricción, con lo que es más difícil conseguir el desplazamiento (haber si os hacéis daño).

En  nuestro día a día, como en la industria se juega con estas características, ya que ambos comportamientos pueden ser necesarios en función de la aplicación. Si yo construyo una rampa de acceso a un parking, puedo hacerla de muchos materiales, pero normalmente se utilizan hormigones o productos rugosos, imaginar que pasaría si hiciéramos la rampo de plástico como nuestro ratón…y ahora imaginar una día de lluvia…y ahora imaginar la cama de un hospital…

Por último, os resumo los efectos perjudiciales más importantes de la fricción:

  • disipación y pérdida de energía (que se desaprovecha)
  • generación de calor (comporta peligro y degrada los materiales)
  • mayor consumo de energía (gasto de combustible que no se aprovecha)
  • desgaste (que tiene como consecuencia la necesidad de sustituir la piezas)
  • pérdidas económicas (por todos los motivos anteriores)

Al final me he enrollado tanto que dividiré este artículo en dos partes. En el próximo os doy algún detalle más de la fricción y introduzco las bases de una consecuencia de la fricción, la lubricación (y eso también sabéis lo que es ¡eh tontorrones!)

Artículos posteriores: El coeficiente de fricción, la lubricación y el hostión – ¿Qué es el desgaste? – ¿Qué es la corrosión?

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Hoy dando un paseo en moto, he tenido una revelación al ver esta alcantarilla…¡chan, chan! ¡nace una nueva categoría en Cosmocax! La de conceptos mecánicos.

No hace falta que me digáis que estoy un poco mal de la cabeza, ya me dijo el médico que tengo unos grados de desfase en el «celebro» entre mis lóbulos prefrontales, lo que me impide pensar en una única dirección y provoca en mí una dispersión mental acusada, subversiva y acuciante…

Bien, dicho esto, os comento que los conceptos mecánicos, serán breves escritos (a ver si es verdad) donde explicaré pequeños detalles mecánicos del mundo que nos rodea, y que mucha gente ni observa, ni interpreta, ni falta que le hace, se puede ser feliz sin todo esto; pero como tú estás leyendo ahora mismo este artículo, es posible que seas poco feliz con lo que sabes, y necesites más…

Existe en el diseño mecánico un concepto denominado antigiro, donde básicamente lo que intentamos es que el posible giro relativo entre dos o más piezas, pueda ser controlado, siempre que esa aplicación lo requiera claro está.

En la aplicación de la foto, no existe ningún antigiro, así que en su día, un señor, mientras se zampaba su aceitoso bocata de atún con aceitunas, pintó la raya en la carretera con pintura vial ¿más detalles? Pasado un tiempo, otro señor con un pajarillo (ya os lo explicaré un día), tuvo que abrir esa tapa para introducirse en los canales subterráneos a buscar unos kilos cocaína que un camelló tiró por el WC al ir a ser detenido. Al salir, le pegó una patada a la tapa que se quedó en la posición que podéis ver (me lo ha contado todo un pájaro que vive cerca…).

En resumen, en el caso de la foto, la aplicación (la alcantarilla), no requería un diseño con antigiro, pero si lo hubiéramos necesitado, nos bastaría con realizar un diseño de este tipo (lo dibujado en lápiz sería la tapa, y en rojo la otra pieza):

Podéis imaginar que en este caso, el diseñador no tiene ningún interés en que la alcantarilla vaya en un posición determinada, y escogiendo alguna de mis opciones, únicamente encareceríamos la solución, así que mal íbamos. En cambio, existen infinidad de aplicaciones que sí que requieren este tipo de solución. Ejemplos: si tenéis mandos de la cocina de aquellos de rueda, sacar uno y fijaros en la forma de la zona que une ambas piezas, muchos de los ventiladores que tenemos por casa, tienen en el eje un sistema parecido a la solución de la circunferencia cortada (no desmontéis el ventilador…), y no tengo ganas de escribir más…

Menos mal que iba a ser cortito…¡qué redactor más chungo!

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Ahora entenderéis porqué no ha habido artículo el miércoles, es que este artículo no se acababa nunca, incluso había pensado partirlo en dos, pero sinceramente, creo que es más interesante tenerlo todo junto…

El viernes pasado fui a visitar una empresa que se llamaba hasta hace muy poco TFB-Flygt S.A., y que desde el 1 de enero es Water & Wastewater, debido a todos estos movimientos que tiene últimamente la industria en cuanto a fusiones, adquisiciones, reventas, asociaciones, mamoneos, especulaciones, bueno, soluciones al fin, mejor eso que dejar de ser competitivos, o cerrar. Casi siempre estas cosas se deben a los intereses de megacorporaciones, como en este caso es ITT , unos mindundis que en 2006 facturaron 7,6 billones de dólares, así que tienen pasta para cambiar los nombres que haga falta…jejeje. Por cierto, su web está en inglés, of course, ¡y en chino! lo he comprobado, y pone casi lo mismo, no hace falta que visitéis las dos.

El caso es que esta empresa es de aquellas típicas que ya pueden cambiarle el nombre las veces que quieran, que la gente la seguiremos conociendola como Flyght, que es el fabricante de bombas, y que como marca sigue existiendo. Igual que los Post-It, los Chupa-Chups y los Donuts, que da igual quien los haga, su nombre para pedirlos siempre es el mismo…

Pasando a temas técnicos, os explicaré que Flygt fabrica bombas de drenaje o achique. Normalmente son sumergibles porque es cómodo y no requiere instalación, sólo la bomba y una manguera, como en el caso de la foto de la izquierda, o sea, bombas que se introducen bajo el líquido a extraer, mover, impulsar, remover o lo que se quiera hacer con él, y se ponen en funcionamiento; pero a veces también se instalan fuera de los depósitos o contenedores del líquido, sobre todo cuando son usos puntuales, y mediante una tubería que soporte la presión de succión (rígida), absorbe el líquido y lo impulsa al sitio que queremos. Esto siempre dependerá de la aplicación necesaria, pero el principio siempre es el mismo, succionar líquido de un punto, y trasladarlo a otro.

Los líquidos suelen ser aguas o líquidos limpios, aguas o líquidos cargados como aguas fecales, pluviales, fangos, arena, lodos, etc, con lo que podéis imaginar que se usan principalmente en tanques, pozos, excavaciones y obras donde se acumula agua, y otros muchos ejemplos, como cualquier tipo de construcción que tenga alguna planta por debajo del nivel de la red de desagües , y que corre el peligro de inundarse con agua de lluvia, o sea, que todos los centros comerciales que visitáis, hoteles, parkings, etc, tienen equipos de este tipo. Y sí, muchos trabajan impulsando la mierda que entre todos empujamos hacia abajo… 🙂 (lo siento por el detalle escatológico).

Flygt y ABS, son posiblemente los mejores fabricantes de bombas del mundo. Los primeros empezaron el 1948 fabricando la primera bomba eléctrica de achique sumergible, para trabajar en las obras del metro de Estocolmo, y en España se instaló la primera en 1964 en una mina de Asturias. La revolución que supuso esta bomba, es que sólo se necesitaba colocar en el punto donde hacía falta extraer el líquido retenido o a extraer, y enchufar a la corriente, y eso es lo que siguen haciendo hoy día…y muy bien.

Los equipos de este tipo están compuestos, generalmente de una parte eléctrica, un motor y su circuito de maniobra, que mediante las transmisiones adecuadas, totalmente estancas, hace girar un especie de hélice llamada impulsor, cuyos álabes no sólo impulsan el líquido, sino que trituran pequeños sólidos para que no se obstruya la bomba (depende de los modelos claro); este impulsor acelera el líquido dentro de la carcasa, lo que empuja al líquido absorbido con una cierta presión, dependiendo del tamaño de la bomba y del líquido, así lo podemos enviar a una determinada distancia, donde no moleste…(que bueno sería que inventaran una bomba de achique de jefes, para enviarlo bien lejos…jejeje a más de uno le iba a faltar manguera en este planeta).

He encontrado una sección de una bomba, donde vereis claramente cada componente. Como podéis imaginar, las partes más delicadas de estas bombas son las juntas, que deben impedir tanto que entre líquido en la bomba en su parte eléctrica, como que el aceite que la bomba posee en su parte inferior para el funcionamiento mecánico, no se fugue y cause un estropicio. Estos aceites creo que en caso de fugarse, son solubles y no contaminantes, o al menos eso dicen…

Aquí podéis visitar una vista en 3D de la bomba y rotarla, hacer zoom, repararla, ponerla en marcha y venderla, bueno, sólo lo primero…

Para acabar, una cosa importante. Básicamente la elección de la bomba, una vez conocidas las condiciones como el líquido a extraer, densidad del mismo, caudal necesario (función del tiempo), granulometría de las partículas del líquido bombeado, etc, reside en conocer la altura total manométrica, que es la altura o presión diferencial que tiene que vencer la bomba para poder evacuar el líquido. Como podéis imaginar, ese es el parámetro definitivo a la hora de elegir la bomba, pero ¿cómo se calcula? Muchos pueden pensar que es tan sencillo como conocer la altura a la que está la bomba, y donde está la salida de la manguera enchufada, y con ese diferencial obtener la altura total manométrica, peeeeeeeeero, no es así, hay que sumar algo más y tener algunas cosas en cuenta…

La altura total manométrica se calcula sumando primero la altura geométrica, pero con una particularidad, esta altura es el desnivel existente entre la lámina de agua (si tiramos migas de pan a los patos, las migas flotan sobre la lámina de agua, hasta que llega el pato claro…o un ratón con flotador) y el nivel donde se está evacuando el agua. Es interesante conocer esto, porque a veces, si se elige una bomba que trabaja muy justa en esta dimensión, y comenzamos a vaciar el recipiente, la lámina de agua bajará, y proporcionalmente la altura manométrica crecerá, así que la bomba comenzará a funcionar mal… es cuando oyes aquello de: «¡esta bomba está jodida! Cuando el tanque está lleno, tira bien, pero cuando va bajando el nivel se atasca…» Simplemente es que se ha elegido una bomba demasiado justa para la altura necesaria. Después de tener en cuenta esto y obtener la altura geométrica (máxima), se debe sumar un 10% por cada metro de tubería que empleemos, y listo, buscamos la bomba que cumpla con la altura total manométrica, y con el caudal deseado, que es simplemente cruzar datos en un gráfico X-Y y pedir la bomba. ¡Ah! Y otra cosa, si la manguera sube por una rampa de un parking o cualquier otro desnivel, no os olvidéis de seguir sumando esa altura geométrica…

Bueno, creo que con esto seréis capaces de comprar o alquilar una bomba para cualquier cosa, aunque para beberse el Nesquik de momento seguiremos tirando de cañita…