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Charla «La ciencia de la fricción (y el sorprendente impacto que tiene en nuestras vidas)» de TED@DuPont en español.
Tribología: es una palabra rara que posiblemente no hayan oído nunca pero puede cambiar la forma en la que ven e interactúan con el mundo físico, declara la ingeniera mecánica Jennifer Vail. Mientras nos ofrece unas lecciones sobre la tribología, la ciencia que estudia la fricción y el desgaste, Vail describe las formas tan variadas en las que esta afecta nuestra vida diaria y cómo podría ayudarnos a mejorar el mundo.
- Autor/a de la charla: Jennifer Vail
- Fecha de grabación: 2019-09-12
- Fecha de publicación: 2020-02-05
- Duración de «La ciencia de la fricción (y el sorprendente impacto que tiene en nuestras vidas)»: 707 segundos
Traducción de «La ciencia de la fricción (y el sorprendente impacto que tiene en nuestras vidas)» en español.
Debo admitir que es muy divertido cuando la gente me pregunta qué hago, porque les cuento que froto cosas entre sí, literalmente.
Suena ridículo.
Froto cosas entre sí.
Pero tiene un nombre técnico: tribología.
T-r-i-b-o-l-o-g-í-a, de la palabra griega «tribos», que significa «frotar».
Es una palabra rara que quizá no hayan oído nunca, pero les prometo que descubrirla cambiará su experiencia con el mundo físico.
La tribología me ha dado proyectos increíbles.
He trabajo con materiales que vuelan y con comida para perros, una combinación con la que no parece que alguien vaya a trabajar en un periodo de solo dos años, hasta que empiezas a ver el mundo a través de unas gafas tribológicas.
Y creo que les sorprenderá lo importante que es un poco de tribología para solucionar grandes problemas.
La tribología estudia la fricción, el desgaste y la lubricación.
Uds.
han experimentado estas tres cosas.
¿Recuerdan cuando trataron de arrastrar un objeto pesado por el suelo y sentían cómo se les resistía?
Eso es la fricción.
Es la fuerza que se opone al movimiento.
El desgaste es la pérdida de material.
Y la razón por la que reemplazan sus zapatos favoritos; la suela acaba desapareciendo.
El lubricante reduce la fricción y el desgaste.
Aflojan esos tornillos obstinados que no se moverían de otra forma.
La tribología también trata de la interacción entre superficies en movimiento relativo.
Así pues, en el mundo hay muchas superficies que interactúan en movimiento relativo.
Ahora mismo,
¿están meneando el pie o moviendo el trasero contra su asiento?
Porque,
¿saben qué?
Están experimentando la tribología.
El más mínimo desplazamiento en su asiento implica dos superficies moviéndose una respecto a la otra.
La interacción tribológica de ese desplazamiento es diferente para la persona sentada a su lado.
Se debe a que la ropa que llevan cambia la fricción entre Uds.
y su asiento.
Si llevan seda, les será más fácil retorcerse en la silla que si llevan lana.
Porque la fricción en la seda es menor.
Si están moviendo o contoneando el tobillo,
¿Ha hecho un «pop»?
Lo han sentido,
¿verdad?
Se levantan, se mueven y algunas articulaciones crujen.
Gracias por ese sonido, tribología.
Ese sonido procede del líquido que lubrica sus articulaciones cuando se mueven.
Básicamente se liberan pompas de gas en el líquido.
El sonido también pude venir de los tendones que se mueven entre ellos.
Bastante frecuente en el tobillo, así que cualquiera de mis colegas que menean los tobillos puede que ahora tengan curiosidad por la tribología de los tendones.
Pero,
¿cómo se hace una tribologista?
Empieza en la infancia, por supuesto.
De niña yo era bailarina.
Llegué a ser capaz de bailar de punta de pie, el llamado «en pointe.» Cuando bailas «en pointe», en esas increíbles zapatillas que pueden resbalar en el escenario.
Lo último que quieres cuando tratas de bailar de punta de pie es escurrirte y caerte.
Así pues, teníamos cajas de algo llamado resina.
Caminaríamos sobre la resina dejando una fina capa en las zapatillas.
La resina procede de la salvia y en polvo hace que las superficies sean menos resbalosas.
Como bailarina, aprendes rápido cuál es la cantidad exacta para las zapatillas, ya que si no ponías suficiente, probablemente resbalarías debido a la poca fricción entre la zapatilla y el suelo.
En el mejor de los casos quedas como la bailarina torpe; no obstante, en el peor, significa una lesión.
Para entonces ya manipulaba y optimizaba la fricción.
¿Ven?
Estaba destinada a ser tribologista.
(Risas)
Uds.
también fueron tribologistas de pequeños.
Cuando usaban ceras o lápices de colores, sabían que, cuanto más apretaran, más oscuro era el color.
También sabían que debían sacarle punta más a menudo a esas ceras o esos lápices porque se gastaban más rápido.
Hablemos ahora de esos suelos encerados tan tentadores por el que necesitaban deslizarse sí o sí.
Sabían que, si se ponían calcetines, iban a deslizarse muy bien por ese suelo.
Buena suerte intentándolo descalzo.
Maestros manipuladores de la fricción.
Los niños son tribologistas.
¿Y los adultos?
Hoy, en algún momento, se han cepillado los dientes.
Espero.
(Risas)
Eso es tribología en acción.
La pasta y el cepillo trabajan juntos para eliminar el sarro de los dientes.
Mi padre es dentista, por cierto.
Jamás pensé que mi carrera volviera hasta el negocio familiar.
Pero un día nos vimos hablando el mismo idioma cuando se me asignó investigar la eliminación de sarro.
Parecía sencillo hasta que lo miré desde la tribología y se convirtió en algo mucho más complejo.
Tienes material duro, lo que serían tus dientes, y material blando como la encía, la pasta de dientes y el cepillo.
Hay lubricación: la saliva y el agua; las dinámicas de quien se cepilla y más.
Les juro que si pusiéramos diamantes en la pasta de dientes eliminaríamos el sarro.
Y, con toda probabilidad, los dientes.
Por tanto, hay que conseguir el equilibrio entre eliminar el sarro y no dañar los dientes ni las encías.
Nos cepillamos los dientes porque comimos, que es algo que también hacemos todos.
Parece sencillo.
Pero es otro campo de la tribología y no es tan simple.
Tenemos la comida que se desmenuza y se desgasta al comer y que interactúa con los dientes, la lengua, la saliva y la garganta.
Y toda estas interacciones influyen en lo que experimentan al comer.
Seguro que recuerdan algún momento en el que probaron algo nuevo y reaccionaron así: «Bueno, sabe bien».
«No me gusta nada la textura».
Los triboligstas estudian la lubricidad, el coeficiente de la fricción, como formas de conectar la textura y la sensación con lo que uno siente, de modo que, si se cambia la fómula de lo que comemos y bebemos, como que el contenido de azúcar o de grasa sea diferente,
¿cómo cambia la sensación en la boca?
¿Cómo se cuantifica?
Eso es lo que los tribologistas intentan resolver.
Y, mientras mis colegas miraban en el laboratorio la cantidad de grasa de un yogur, yo estaba en otra zona estudiando la comida de perro.
Por cierto, el laboratorio olía muy bien.
Nos cepillamos los dientes con frecuencia.
¿Cuántos se los cepillamos a las mascotas?
Los animales también contraen enfermedades periodontales, así que deberíamos cepillarles los dientes, algo que hace cada vez más gente.
A mi mejor amiga se le da genial cepillarle los dientes a su gato.
Buena suerte si lo intentas con el mío.
Así pues, las empresas de comida para mascotas procuran que los premios eliminen el sarro.
Si tienen un perro, habrán observado que, cuando le dan un premio, desaparece de forma mágica tras el primer bocado.
La dificultad añadida aquí es:
¿Cómo eliminas el sarro en tan solo un bocado?
Elaboré un test de laboratorio para estudiar el problema y para ello recreé la cavidad bucal de los perros: los dientes, el sarro y la saliva.
Usé la fricción y las medidas de desgaste para estudiar la eficacia del premio en eliminar el sarro.
Si se están preguntando ahora mismo cuándo fue la última vez que le cepillaron los dientes a su perro, de nada.
¿Por qué la tribología es tan importante?
Dejenme darles un ejemplo más.
No importan dónde estén ahora, han llegado hasta aquí de algún modo.
Quizás andando, quizás en bici, pero, probablemente, la mayoría vino en coche.
Piensen en los sistemas tribológicos de un coche.
Están la interacción suya con el coche, la del coche con la carretera y todo lo que hay bajo el capó.
Algunas rutinas de mantenimiento están relacionadas con la tribología.
Ya saben cuántos kms se recomieda hacer antes de cambiar las ruedas.
Comprueban los neumáticos a menudo.
Controlan de forma activa su desgaste.
La tribología estudia el desgaste y la fricción, con los neumáticos, la fricción puede ser la diferencia entre llegar a salvo o tener un accidente.
Esto se debe a que la fricción entre las ruedas y la carretera influye en la aceleración, la deceleración y en la distancia de frenado.
Como conductores, sabemos la importancia de la fricción, porque sabemos que cuando la carretera está mojada es más peligrosa porque es resbaladiza.
Esto es porque el agua reduce la fricción entre las ruedas y la carretera.
La fricción es la fuerza que se opone al movimiento, así que el agua reduciéndola implica mayor facilidad para moverse; por eso, la carretera mojada es más resbaladiza.
Algo más para tener en cuenta es que vencer esa fricción requiere energía, así que pierden energía por fricción.
De esta forma, las ruedas contribuyen a la eficacia del combustible.
De hecho,
¿sabían que un tercio del combustible que le ponen al motor de combustión interna se gastará en compensar la fricción?
Un tercio.
La tribología nos ha ayudado a reducir la fricción y, por tanto, aumentar la eficacia y disminuir las emisiones.
Mediante unos estudios, Holmberg y Erdemir han mostrado el impacto que tiene la tribología en reducir el consumo de energía.
Al revisar un periodo de 20 años, han descubierto que tuvimos la oportunidad de reducir el consumo de energía de los vehículos en más de un 60 %.
Si piensan en todos los vehículos que hay, es mucha energía que puede ahorrarse.
Es parte del casi 9 % de energía del consumo mundial actual que los autores dicen que la tribología puede ayudarnos a ahorrar.
Es una cantidad significativa.
Si miran los números, la tribología hace cosas increíbles.
Mi colega ha identificado más de 20 quads de energía que puede ahorrarse solo en EE.
UU.
Para verlo en perspectiva: un quad de energía equivale a 180 millón de millones de barriles de petróleo, y la tribología nos ayuda a ahorrar 20 veces eso.
Es gracias a nuevos materiales, lubricantes y diseños innovadores que las turbinas eólicas son más eficaces y fiables.
Esto pasó juntando a 31 personas en un cuarto que ven el mundo tras la lente de la tribología.
Imaginen las oportunidades que se descubrirían conforme más gente empiece a ver la tribología.
Mis proyectos preferidos ahora son los aplicados al aeroespacio.
Amo reducir la fricción y el desgaste en ambientes tan exigentes.
Hago materiales y piezas que reducirán la fricción en motores y compuestos móviles para reducir la fuerza que se opone al movimiento.
Menos fuerza al moverse implica menos potencia, que implica un actuador más pequeño que pesará menos y ahorrará combustible.
También ayudo a crear piezas que duran más al desgastarse menos.
Esto reduce los residuos y se fabrican las piezas con menos frecuencia, ahorrando energía en la fabricación.
Les animo a ver la tribología del mundo que les rodea y pensar en cómo mejorarían la interacción entre esas superficies.
Incluso la mejora más pequeña suma considerablemente.
La tribología puede ser una palabra rara, pero tiene un gran impacto en nuestro mundo.
Gracias.
(Aplausos)
https://www.ted.com/talks/jennifer_vail_the_science_of_friction_and_its_surprising_impact_on_our_lives/