Breve histórico sobre Tribologia

A tentativa de promover ou de facilitar o movimento relativo entre dois corpos não é recente. Os egípcios em 2400 a.c. tinham percebido a importância de interpor algo (água?) entre duas superfícies em movimento relativo, como pode ser visto na figura abaixo. Uma pessoa, provavelmente um escravo, está alimentando a parte frontal de um provável meio de transporte da época com algum líquido - talvez água.

A tribologia, da forma tradicional, existe desde o princípio da história registrada. Há muitos exemplos documentados sobre como as primeiras civilizações desenvolveram rolamentos e superfícies de baixo atrito. O estudo científico da tribologia também tem uma longa história, e muitas das leis básicas de atrito - como a proporcionalidade entre força normal e força de atrito limitante - acredita-se que foram desenvolvidas por Leonardo da Vinci no final do século XV. No entanto, a compreensão da fricção e do desgaste pereceu no desconhecimento por muitos séculos. Por exemplo, foi proposto por Amonton em 1699 que as superfícies eram cobertas por pequenas esferas e que o coeficiente de atrito era resultado do ângulo de contato entre as esferas das superfícies em contato.

Um valor razoável de coeficiente de atrito próximo a 0,3 foi encontrado assumindo que o movimento estava sempre no topo das esferas. A pouca preocupação com a tribologia naquela época significava que ninguém se questionava com o que aconteceria quando o movimento entre as esferas estivesse em uma direção descendente. Ao contrário da termodinâmica - em que conceitos falaciosos como 'flogístico' foram rapidamente refutados por pesquisadores enérgicos como Lavoisier no final do século XVIII - relativamente pouca compreensão da tribologia foi obtida até 1886 com a publicação do clássico artigo de Osborne Reynolds sobre lubrificação hidrodinâmica.

Reynolds provou que a pressão hidrodinâmica do líquido arrastado entre as superfícies de deslizamento era suficiente para impedir o contato entre as superfícies mesmo com velocidades de deslizamento muito baixas. Sua pesquisa teve aplicação imediata e levou à remoção de um furo de óleo da linha de carga dos mancais do eixo ferroviário. O óleo, em vez de ser drenado pelo buraco, agora era capaz de gerar um filme hidrodinâmico e muito menor atrito resultante. Como resultado, os mancais de rolamento agora são projetados para altos níveis de sofisticação.

O desgaste e os fundamentos do atrito são problemas muito mais complexos, cuja investigação experimental depende de instrumentação avançada, como a microscopia eletrônica de varredura e a microscopia de força atômica. Portanto, só recentemente foi possível estudar esses processos em uma escala microscópica, onde uma verdadeira compreensão de sua natureza pode ser encontrada.

A tribologia é, portanto, um campo muito novo da ciência, sendo a maior parte do conhecimento obtido após a Segunda Guerra Mundial. Em comparação, muitos assuntos básicos de engenharia, por exemplo, termodinâmica, mecânica e plasticidade, são relativamente antigos e bem estabelecidos. A tribologia ainda está em um estado imperfeito e sujeita a alguma controvérsia que impediu a difusão de informações para os tecnólogos em geral. A necessidade de informação é, no entanto, crítica; até mesmo fatos simples, como o tipo de lubrificante que pode ser usado em uma determinada aplicação ou a prevenção da contaminação do óleo pela água, devem ser totalmente compreendidos por um engenheiro.

Referência Bibliográfica

STACHOWIAK, G. W. Engineering Tribology. 3ª Edição, Elsevier Butterworth-Heinemann, 2005.