¿Qué es el efecto ‘stick-slip’?

El efecto ‘stick-slip’ se refiere al movimiento de sacudidas que ocurre cuando dos cuerpos sólidos se deslizan uno contra el otro. Este fenómeno tiene lugar cuando la fricción estática de un cuerpo es significativamente mayor que la fricción deslizante.
 
Como ejemplo ilustrativo, basta con imaginar la siguiente situación: una persona quiere empujar una caja pesada por un suelo liso. La caja pesa, por lo que la persona tiene que ejercer mucha fuerza para superar la fricción estática, es decir, la resistencia que presenta la caja. La caja se desliza. La superficie lisa y una fuerza de fricción baja hacen que la caja se mueva más rápido. Sin embargo, al avanzar más rápido, la persona puede transferir menos fuerza a la caja. Finalmente, la fuerza que actúa sobre la caja ya no es suficiente para superar la fricción estático. La caja se detiene, por lo que la persona tiene que volver a ejercer fuerza para superar la resistencia de la caja y el proceso se repite.

Adherencia – desbloqueo – deslizamiento – frenado – adherencia – desbloqueo… en realidad, este fenómeno es mucho más rápido y dura un segundo.

 
Este fenómeno se puede ver en una gran variedad de áreas. Los limpiaparabrisas de un automóvil chirrían al pasar por el parabrisas. Cuando se escribe en una pizarra, la tiza chirría si se mantiene en el ángulo incorrecto. Las bisagras de las puertas chirrían. Y los instrumentos de cuerda como el violín o el violonchelo no funcionarían, porque sus sonidos surgen de las vibraciones causadas por el efecto antideslizante y la vibración entre las cuerdas y los acordes de los arcos.

Efecto stick-slip en materiales tribológicos

Sin embargo, este efecto no es recomendable para materiales optimizados tribológicamente. Las vibraciones causadas se transmiten a la estructura general y causan ruidos, que a menudo se perciben como chirridos o crujidos molestos. El movimiento deslizante deseado se convierte en un traqueteo irregular y aumenta el desgaste de los rodamientos. Estos efectos pueden contrarrestarse minimizando la diferencia entre el deslizamiento y la fricción estática, utilizando materiales amortiguadores de vibraciones, mejorando la rigidez de la estructura general (ver cojinetes precargados) o separando los socios de fricción involucrados (por ejemplo, por lubricación).

Ejemplo gráfico del efecto stick – slip

1. Fuerza > fricción estática
La fuerza (flecha 1) supera la fricción estática (flecha 2). La caja se empieza a mover.

2. Fuerza = fricción estática
La fricción estática se convierte en fricción deslizante (flecha 2) y la caja se desliza rápidamente.

3. Fuerza < fricción deslizante
La fuerza (flecha 1) no es suficiente para superar la fricción estática (flecha 2).

4. Fuerza < fricción estática
La fricción deslizante supera la fricción estática. La fuerza es suficiente y el cartón se detiene.