O documento descreve os principais tópicos da tribologia e corrosão, incluindo a definição de tribologia, seus pioneiros e aplicações. Resume os principais modos de desgaste: abrasivo, adesivo, por fadiga e tribocorrosivo. Explica cada modo de desgaste e como afetam os materiais e sistemas mecânicos.

1. Tribologia e Corrosão
O termo tribologia, que vem do grego Τριβο (Tribo - esfregar) e
Λογοσ (Logos - estudo) foi utilizado, oficialmente,pela primeira vez em
1966 em um relatório feito porH. Peter Jost para o comitê do departamento
inglês de educação eciência. Neste relatório, o termo foi definido como a
“ciência e tecnologia de superfícies interativas em movimentorelativo e dos
assuntos e práticas relacionados” (Jost, 1990). Jost foi o primeiro a estudar
os impactos econômicosdevido à utilização dos conhecimentos de
tribologia. As estimativas de reduções de gastos apresentadas no relatório
de Jost são de que mediante o uso doconhecimento existente podem-se
reduzir as perdas por desgaste em 20% (Jost, 1966). O aspecto ambiental
também émuito importante na análise global das perdas por desgaste. As
maiores perdas no motor de um automóvel (porexemplo), transitando em
uma cidade, são devidas ao resfriamento e à exaustão. Apenas 12% da
potência do motor sãotransmitidas às rodas, o que é menor do que as perdas
por atrito (cerca de 15%). Considerando melhorias de 20% aeconomia seria
de 300 milhões de reais por ano e uma redução de 37.500 toneladas de CO2
emitidos para atmosfera,apenas na cidade de São Paulo, segundo dados
obtidos por Anderson em 1991(Anderson, 1991).
A tribologia reúne os conhecimentos adquiridos na física, na
química, na mecânica e na ciência dos materiais paraexplicar e prever
ocomportamento de sistemas físicos que são utilizados em sistemas
mecânicos. O que unifica atribologia não são os conhecimentos básicos,
mas sim a área de aplicação. Assim como os campos do conhecimentoque
formam a tribologia existiam antes dela, os estudos dos fenômenos de
lubrificação, atrito e desgaste antecedemmuito a 1966 (Sinatora,
2005).Algumas pinturas rupestres e descobertas arqueológicas
testemunham a participação da tribologia na história dahumanidade,
principalmente para a redução do atrito. No período Paleolítico1 o fogo era
gerado pelo atrito de pedaçosde madeira ou lascas de pedras. Já no período
Mesolítico2, o homem descobre novos materiais e técnicas a
seremutilizados na confecção das ferramentas de trabalho, como
instrumentos de caça mais eficientes e avançados. Numatumba egípcia,
encontrou-se o que parece ser o primeiro registro pictórico de
umtribologista em ação. Osegípcios usavam trenós para transportar uma
enorme e pesada estátua. Na imagem 172 escravos foram usados
paraarrastar a estatua que pesava em torno de 600kN. Sobre os pés da
estátua pode ser visto um homem jogando líquido nocaminho para reduzir
o atrito e possibilitar o transporte da estátua (Figura 1).

2. Figura 1. Pintura rupestre demonstrando a aspersão de água para a redução de atrito no Egito 2.400 AC (Layard, 1853).
Após a renascença, Leonardo da Vinci (1452 – 1519), que pode ser
considerado o pai da tribologia moderna, deuimportantes contribuições
para o entendimento dos fenômenos de atrito e desgaste. Como em outros
campos deconhecimento, da Vinci antecipou em séculos algumas
descobertas que não foram aproveitadas por seuscontemporâneos e
seguidores. Através de seus estudos ele mediu forças de atrito em planos
horizontais e inclinados,demonstrou que estas são dependentes da força
normal ao deslizamento dos corpos e independentes da área de
contatoaparente, propôs uma distinção entre atrito de escorregamento e de
rolamento e introduziu o coeficiente de atrito comosendo proporcional à
força normal (Zum-Gahr, 1987). A Figura 2 mostra os desenhos dos
equipamentos desenvolvidospor da Vinci para a determinação da força de
atrito.
Figura 2.Tribômetros, desenvolvidos por Leonardo da Vinci, para a determinação da força de atrito: (a) em superfícies
horizontais e inclinadas; (b) considerando o efeito da área aparente; (c) utilizando uma polia; e (d) considerando o torque num
cilindro
Outras contribuições importantes deste grande engenheiro e
arquiteto foram: estabelecer a importância doslubrificantes para diminuir a
força de atrito; considerar o efeito da rugosidade no deslizamento e
demonstrar que ainterposição de esferas (ou objetos que permitem

3. rolamento, como pedras e galhos) entre corpos diminui a resistênciaao
movimento.Outros pioneiros da tribologia foram GuillaumeAmontons
(1663-1705), John TheophiliusDesanguliers (1683-1744), Leonard Euler
(1707-1783), Charles-Augustin Coulomb (1736 – 1806) e Charles Hatchett
(1760-1820), OsborneReynolds (1842-1919), Heirich Rudolph Hertz (1869
– 1851), George Vogelpohl (1900-1975), Frank Philip Boluden(1903-
1968). Estes cientistas e muitos outros, deram importantes contribuições
para o desenvolvimento da tribologia.Em 1979 Dowson publicou um livro
intitulado “Historyoftribology” onde são mostradas as contribuições
maisimportantes de cada um deles.
A aplicação de princípiostribológicos têm grande importância nos dias de
hoje pois leva a redução dos custos, através doaumentoda vida útil do
componente e da redução demanutenção dos custos de reposição,evitando
excessivas paradas dos componentes elimitandoconseqüentes perdas de
produção da redução os custos de investimentos, visto que aumenta avida
útil do maquinário.Um dos principais focos de estudo da tribologia é o
desgaste, que pode ser definido como “a perda progressivade material da
superfície de um corpo sólido devido aação mecânica, isto é, o contato e o
movimento relativoentre este corpo e um contra-corpo sólido, líquido
ougasoso (DIN 50320 apud GAHR, 1987). A determinação da sua
intensidade envolve variáveis no processo como: os materiais envolvidos, a
presença de lubrificante, a temperatura, a carga, o tipo de movimento, o
meio ambiente e o acabamento superficial. Cada um deles tem um efeito
significativo no tipo e ou taxa de desgaste de um componente.
Tradicionalmente são aceitos quatro modos dedesgaste: adesivo, abrasivo,
por fadiga e tribocorrosivo (Figura 3).Os modos de desgaste se deve em
Figura 3.

4. função da cinemática do sistema. Pode variar entre, deslizamento,
rolamento, oscilação,impacto e erosão, dependendo do tipo de interação e
do movimento das interfaces. AFigura 4 mostra um breve resumo destes. A
erosão pode ainda ser classificadapelo estado físico do contra-corpo, sólido
ou líquido, ou pelo ângulo de ação, alto ou baixo. Os processos de
desgastetambém poderão ser classificados quanto ao elemento interfacial
podendo ser de desgaste de 2-corpos ou estar sob açãode partículas sólidas
pressionadas entre duas superfícies, por exemplo, poeira em lubrificantes
ou minerais em rochassob pressão, caracterizando um desgaste de 3-corpos
Peterson, 1980). O pesquisador tem que ter sempre em mente otipo de
aplicação do material que ele deseja testar para que possa simular as
mesmas condições de velocidade, demovimento e de carga.
Figura 4.
Desgaste Abrasivo (Abrasão)
É odesgaste mais encontrado na indústria, contribuindo
com 50% em relação ao desgaste total existente. Ocorre sob o movimento
relativo entre um corpo duro euma superfície mais mole do material. O
corpo duro pode ser fraturado e a superfície maismole pode ser trincada
e/ou deformada e o material seráremovido da superfície, resultando perda
de volume. Pode ser caracterizado por dois corpos ou três corpos: o

5. primeiro ocorre quando um abrasivo desliza ao longode uma superfície, e o
segundo quando um abrasivodesliza entre uma superfície e outra.A figura 5
mostra o desgaste a dois e a três corpos durante a abrasão.
De acordo com a severidade das tensõesenvolvidas, a prática
industrial adota-se a seguinte classificação para o desgaste abrasivo:
- abrasão por goivagem ou sulcamento: envolve remoção dasuperfície pela
ação de materiais abrasivos geralmente com dimensõesgrosseiras,
condições de altas tensões e envolvendo impacto;
-abrasão por riscamento ou baixas tensões: a superfíciedesgastada é riscada
pelo material abrasivo que, ao penetrar na superfície,promove a remoção de
material;
-abrasão por moagem ou altas tensões: ocorre emequipamentos onde o
material abrasivo é forçado a passar entre duassuperfícies tensionadas.
Já em relação as formas de remoção de material e degradação
microestrutural (Figura 6), temos:
-microssulcamento: ação de partícula abrasiva deformandoplasticamente a
superfície de um material (ou fase) dúctil, formando umsulco em seu
trajeto;
-microcorte: formação de pequenos cavacos quando as tensões
decisalhamento, impostas pelo deslocamento da partícula abrasiva sobre a
superfície, são suficientemente elevadas para a ruptura do material dúctil;
-microtrincamento: processo de fragmentação da superfície frágil,pela
formação de crescimento de trincas, devido à ação da partículaabrasiva.

6. Figura 6. Esquema ilustrativo de micromecanismos dedesgaste abrasivo.
Desgaste por adesão
Também identificado pelos termos riscos de atrito,descamação e
emperramento,é o segundo mais predominante, responsável por 15% do
problema de desgaste industrial. Ocorre quando superfícies deslizam uma
contra outra ea pressão entre as asperezas em contato é bastante altapara
causar deformação plástica local e adesão. A quantidade de desgaste
depende de inúmeros fatores: carga aplicada, velocidade, temperatura, área
real decontato e limpeza da superfície em atrito. A figura 7 ilustra o
mecanismo.

7. Figura 7.
Desgaste por fadiga na superfície
Causados por carregamentos alternados repetidos, o desgaste por
fadiga gera a formação de trincas e esfoliação de material. Tal desgaste
ocorre nos movimentos de rolamentos, deslizamentos ou impactos que
atuam na superfície através das tensões cíclicas alternadas. Pode ocorrer em
uma escala microscópica, devido a choques repetidos por deslizamento de
asperezas na superfícies de sólidos em movimento relativo.
Desgaste por tribocorrosivo
Esse modo acontece a partir de interações químicas entre os
elementos de um tribo-sistema iniciado por ação tribológica, em presença
de substâncias líquidas ou gasosas, desprendendo partículas de desgaste e
expondo a nova superfície ao desgaste e às substâncias corrosivas,
repetindo o processo. O grau de desgaste irá depender do potencial elétrico
dos materiais envolvidos.

8. Desgaste Erosivo (Erosão)
Desgaste gerado entre corpos sólidos pela ação do
deslizamento ou do impacto de sólidos, líquidos, gases ou,
ainda, pela combinação destes, ocorrendo quando partículas ou ondas de
choque mecânicoentram em contato com um objeto metálico, em alta
velocidadese comparada com a abrasão.Existem três formas de desgaste
erosivo segundo a ASTM G40-77: erosão por cavitação, erosão por
partículas sólidas e erosão por partículas (gotas) líquidas.
Desgaste por Fretting
Atravésdo movimento relativo entre as superfícies de contatodevido
a cargas cíclicas ou a inevitáveisvibrações dentro de um sistema
tribológico, removendo material predominantemente pelo desgaste adesivo,
mas também com outros mecanismos próprios como os
fragmentos de desgaste oxidados e acumulados.
Conhecendo esses diversos mecanismos e relacionando-os aos
diferentes ambientes de trabalhos das peças e componentes mecânicos
torna-se possível o estudo de quais são os materiais mais resistentes a cada
tipo de desgaste, que através da utilização destes obter-se-áuma
significativa redução de custos dos processos industriais.

9. Universidade Federal do Espírito Santo
Departamento de Engenharia Mecânica
Tribologia e Corrosão
Aluno: Ricardo Nogueira de Castro Matrícula: 2010101664
Disciplina: Laboratório de Materiais Professor: Flávio José da Silva