El desgaste por fatiga, aunque técnicamente no es un tipo de desgaste sino más bien una consecuencia de la fatiga del material, sigue siendo una causa principal de falla en componentes metálicos sometidos a cargas cíclicas. Este fenómeno ocurre bajo condiciones de flexión o agrietamiento, donde las superficies metálicas en movimiento se contactan repetidamente, ya sea por deslizamiento o rodadura, generando grietas que eventualmente conducen a picaduras o desconchados del material.

Tipos de Contacto y Sus Implicaciones

Contacto por Deslizamiento: Aquí, dos superficies se deslizan una sobre otra, desarrollando tensiones superficiales que pueden iniciar grietas. Estas grietas, al propagarse y unirse, pueden causar la pérdida de material y formar picaduras visibles, indicando daño más profundo.

• Contacto por Rodadura: Este tipo de contacto involucra flexión en la superficie, creando cizallamientos internos. Comúnmente, las grietas comienzan en alguna inclusión sub-superficial y progresan hacia afuera. Estas grietas subyacentes suelen extenderse considerablemente antes de manifestarse como daño visible en la superficie, en un proceso conocido como astillado o triturado de la caja.

Ciclos de Carga y Fatiga

La repetición de cargas, ya sea por deslizamiento o rodadura, impone estrés cíclico sobre los materiales, desencadenando fatiga por tensión de contacto. Este tipo de desgaste es especialmente crítico en componentes que soportan altas cargas o que operan bajo condiciones de lubricación marginal, donde el riesgo de fallo aumenta significativamente.

Características y Diagnóstico del Desgaste

El diagnóstico preciso de la fatiga por tensión de contacto requiere una evaluación detallada de las características superficiales del desgaste. Por ejemplo, en los cojinetes de biela, el desgaste repetitivo puede llevar a picaduras profundas tras millones de ciclos de carga, con grietas superficiales que evolucionan hacia fallas completas. En engranajes, el patrón de picaduras en forma de V indica típicamente la iniciación del desgaste en la base de los dientes, que progresa hacia arriba.

Triturado de la Caja y Astillamiento

En casos severos, el uso continuo de componentes fatigados puede resultar en triturado de la caja, donde grandes fragmentos de la superficie se desprenden, revelando áreas subyacentes rugosas y fracturadas. El astillamiento, por otro lado, es un fallo donde las grietas inician debajo de la superficie y migran hacia afuera, llevando eventualmente a la expulsión de fragmentos de material.

Ubicación y Análisis del Desgaste

La ubicación de la fatiga por tensión de contacto ofrece pistas vitales sobre la alineación y condiciones operativas de la máquina. Por ejemplo, un desgaste concentrado en el extremo de los dientes de un engranaje puede indicar sobrecarga o problemas de alineación, mientras que un patrón de desgaste más uniforme podría sugerir una alineación adecuada pero con problemas de diseño o fabricación.

Condiciones Predisponentes y Soluciones

El análisis de las condiciones que facilitan este tipo de desgaste incluye la evaluación de la carga aplicada, la adecuación de la lubricación y la precisión del alineamiento. Problemas como lubricación insuficiente, mal alineamiento y errores en diseño o fabricación deben ser identificados y corregidos para prevenir futuras fallas.

Pasos a Seguir

Identificar la ubicación exacta y el patrón del desgaste ayuda a determinar las siguientes acciones a tomar. Investigar posibles desalineaciones, evaluar el diseño y los procesos de fabricación, y asegurar una lubricación adecuada son pasos cruciales para mitigar el riesgo de fatiga por tensión de contacto.

Este análisis profundo no solo permite entender mejor las causas y manifestaciones del desgaste por fatiga, sino que también facilita el desarrollo de estrategias de mantenimiento más efectivas para prolongar la vida útil de los componentes críticos.