Wes Cash. Noria Corporation Traducido por Roberto Trujillo Corona, Noria Latin America

Publicado en la revista Machinery Lubrication (2/2015)

Se ha demostrado que la causa número 1 de falla de la maquinaria es la degradación de la superficie de sus componentes. Estas superficies pueden degradarse en diversas formas, pero la más destructiva es por la contaminación con partículas. Si bien usted puede ser consciente de que la tierra es más dura que la mayoría de los metales encontrados en las máquinas, ¿sabe en realidad cuánto más dura es?

Antes de analizar las diferencias en la dureza de los materiales, primero se debe entender cómo se mide. Una rápida búsqueda en Internet acerca de la medición de dureza daría probablemente los tres métodos más comunes: dureza Rockwell, dureza Vickers y dureza Mohs. Aunque cada una de estas pruebas es un poco diferente, todas miden la resistencia de un material al rayado o marcado.

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Dureza Rockwell

El método de prueba de dureza Rockwell tiene varias escalas que se basan en la punta del probador de marcado (indentador); sin embargo, todas funcionan de manera similar. Se aplica una carga al indentador, que la transfiere al material que se está probando. Al final de la prueba, se mide la profundidad de la marca (indentación). La mayoría de los metales se prueban utilizando la escala “C”, que emplea una punta de diamante. Cuanto más alto es el número en la escala de Rockwell, más duro es el material.

Dureza Vickers

Al igual que la escala Rockwell, la prueba de dureza Vickers utiliza una punta de diamante y se basa en el marcado de una superficie para medir qué tan dura es. Cuanto mayor sea el valor, más duro será el material. Sin embargo, la medición es un poco diferente. Mientras que la escala de Rockwell mide la profundidad de la indentación, la prueba Vickers implica localizar la indentación y compararla con la fuerza requerida para lograrla. Una vez que se determina esta relación, se tiene la medida de la dureza del material.

Figura 1. Partículas de alta resistencia a la compresión (dureza) y angulosas (bordes afilados) pueden causar el mayor daño.

Dureza Mohs

La escala de dureza Mohs es un método mucho más antiguo, utilizado principalmente por los joyeros y quienes trabajan con minerales. Se basa en una escala de 1 a 10, siendo el diamante el valor máximo (dureza Mohs 10). Los materiales se prueban uno contra el otro. Si un material rasga al otro, se le da un valor más alto. Por ejemplo, el yeso puede rayar el talco; por lo tanto, el yeso tiene un valor de Mohs más alto que el talco. Dado que el diamante raya a todos los demás materiales, tiene el valor más alto.

La escala de Mohs es fácil de interpretar, pero carece de la certeza de las otras pruebas. La diferencia entre un 5 y un 6 en la escala de Mohs no puede ser verdaderamente determinada, mientras que las diferencias de dureza en las escalas Rockwell y Vickers son mucho más tangibles.

Tabla 1. Comparación de diferentes tipos de partículas, fuentes de procedencia y dureza Mohs.

Aplicaciones

La mayoría de los rodamientos se fabrican utilizando un tipo de acero al cromo. Aunque hay muchas variaciones de este material, la mayoría tiene una dureza aproximada de 60 en la escala de dureza Rockwell (848 en la escala de dureza Vickers). Por el contrario, el cuarzo tiene una dureza Vickers de aproximadamente 1,200 (7 en la escala Mohs), que es aproximadamente 1.5 veces más duro que el acero al cromo. El cuarzo fue elegido para la comparación porque es uno de los minerales más abundantes en la tierra (principalmente arena). Los cristales de bióxido de silicio se conocen comúnmente como cuarzo y se pueden encontrar en la mayoría de los suelos. En la Tabla 1 se muestra un comparativo de los diferentes tipos de partículas, sus fuentes de procedencia, la dureza Mohs y apariencia típica de la partícula.

El polvo del suelo puede variar de región a región, siendo algunos más abrasivos que otros. Por ejemplo, el polvo del suelo en Oklahoma está clasificado como barro arcilloso. Este es un tipo de suelo común que tiene una mezcla de diferentes niveles de arena, arcilla, barro, etc. Mientras que otros minerales en la tierra pueden ser abrasivos, es la sílica la que corta más. En áreas con altas concentraciones de arena en el suelo, es importante que las máquinas susceptibles a la entrada de suciedad, estén equipadas con dispositivos para evitar que estas partículas puedan ingresar.

Probablemente ahora tiene una mejor comprensión de cuánto más dura es la tierra en su entorno, en comparación con las superficies de los rodamientos y engranajes de su maquinaria. Teniendo en cuenta que el acero tiene un valor de dureza Mohs de apenas 4.5, el viejo adagio “más duro que las uñas de sus dedos” no suena tan impresionante y tal vez debería cambiarse a “más duro que el polvo”.