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Acoustics of friction under light loads

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La acústica de la fricción

Un grupo de científicos financiado por la Unión Europea ha desarrollado un sistema nuevo parecido a un dedo humano que toca seda en un intento por medir el sonido, las vibraciones y la fricción entre materiales blandos.

Tecnologías industriales

La vibración y la generación de sonido entre dos superficies que se deslizan suavemente una contra la otra se deben a distintas propiedades de las superficies. Aunque la caracterización de superficies mediante sus respuestas acústicas se ha abordado ya desde hace tiempo en cuanto a la sensación táctil, las vibraciones y los sonidos inducidos por la fricción entre superficies blandas han recibido, hasta ahora, poca atención. Un grupo de científicos inició el proyecto «Acoustics of friction under light loads» (BUAFULL), financiado por la Unión Europea, con el fin de avanzar más en los estudios sobre este campo. BUAFULL relacionó las características tribológicas de las superficies que rozan entre sí (principalmente la rugosidad, la adhesión y la geometría) con la respuesta acústica cuando se aplican cargas ligeras para emular la fricción de un dedo que roza ligeramente un material blando. Con este fin, los científicos desarrollaron un péndulo ligero que actúa como un dedo, en el cual una varilla giratoria se desliza por el área de superficie de debajo del dedo para proporcionar el tacto. Un mecanismo de elevación del péndulo sirvió para controlar la fuerza de contacto. Los estudios mostraron que el péndulo hacía subir la superficie en una cantidad proporcional a la fricción entre ambos. También se observó que el movimiento del péndulo quedaba restringido y que se producían contactos discontinuos. Por otra parte, respuestas no lineales inducidas por la fricción, como el bloqueo en cuña, el atasco y los virajes súbitos podrían tener un efecto sobre la dinámica esperada del péndulo. La correlación entre la respuesta dinámica del péndulo a la fricción proporcionó nueva información detallada sobre la medida de la fricción entre superficies blandas sometidas a cargas ligeras. Otro hallazgo relevante fue que el montaje de medición permitía separar la componente de fricción adhesiva. La modelización dinámica de un péndulo con restricciones describe tales relaciones y también proporcionó pautas de diseño para evitar el bloqueo en cuña de la punta del péndulo con la superficie. Los avances del proyecto son fundamentales para el avance en distintas áreas como la detección táctil, los sistemas hápticos que se utilizan en robótica para agarrar objetos delicados y la caracterización de productos que van desde la suavidad de los tejidos a los efectos de los tensioactivos sobre la piel.

Palabras clave

Acústica, fricción, vibración, materiales, generación de sonido, propiedades superficiales, respuestas acústicas, sensación táctil, vibraciones inducidas por la fricción, superficies blandas, cargas ligeras, fuerza de contacto, sistemas hápticos, agarre

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