The economic rationale

En la caracterización de la topografía de una superficie existe una gran cantidad de parámetros para conseguir dicho objetivo. Cuando se puede caracterizar la superficie con métodos de topografía superficial, la nomenclatura de dichos parámetros pasa de ser representados por R a serlo por S. La superficie de medida es un rectángulo de dimensiones MxN, excepto en algunos parámetros referidos por la transformada de Fourien en los que M=N [144]. En primer lugar se van a considerar los parámetros de Amplitud. Los de más interés, en el caso que consideramos serían:

Sa o rugosidad media y se define como

Ecuación 25

Sq o rms (Root Mean Square) que se define como:

Ecuación 26 Estos parámetros Sa y Sq, representan una medida general de la textura que conforma la superficie. Sa y Sq no son representativos para la diferenciación de los picos, valles y el espaciamiento de las diversas características de textura. Así pues, Sa o Sq pueden inducir a error pues muchas superficies de muy diferentes características de simetría espacial y de altura pueden tener el mismo Sa o Sq. No obstante, una vez que un tipo de superficie se ha establecido, los parámetros Sa y Sq pueden ser utilizados para indicar desviaciones significativas en las características de textura. Sq se utiliza normalmente para especificar superficies ópticas y Sa se utiliza para las superficies mecanizadas.

Otros dos parámetros de Amplitud que pueden tener influencia son Ssk y Sku, respectivamente Asimetría y Kurtosis.

El primero tiene la expresión

Ecuación 27 que como se ve, al ir elevada a la tercera potencia podría ser un valor positivo o negativo.

El otro parámetro tiene la expresión

Ecuación 28 que siempre ha de ser positivo por ir elevado a una potencia par.

Como se ha comentado anteriormente, Ssk representa el grado de simetría de las alturas de la superficie sobre el plano medio. El signo de Ssk indica el predominio de los picos (Ssk >0) o valles (Ssk <0) que comprende la superficie. Sku indica la presencia de picos

excesivamente altos o valles profundos (Sku> 3’00) o lo contrario (Sku <3’00) que componen la textura. Si la altura de la superficie tiene una distribución normal (es decir, de curva de Gauss), entonces Ssk es 0’00 y Sku 3’00. Si las superficies tienen una variación gradual, sin picos extremos o valles profundos, los valores tenderán a Sku <3’00. Ssk es útil en la caracterización de superficies mates y para la supervisión de diferentes tipos de condiciones de desgaste. Sku es útil para indicar la presencia de picos o valles como fallos que puedan producirse en una superficie.

Figura 36. Ssk y Sku

Se van a considerar ahora los parámetros híbridos. En primer lugar Sdq (Root Mean Square Surface Slope), cuya expresión matemática es

Ecuación 29

Sdq es una medida general de las pendientes que comprende la superficie y puede ser utilizado para diferenciar superficies con rugosidad promedio, Sa, similar. Sdq puede encontrar aplicación en el sellado de sistemas, en la apariencia estética de la superficie y puede estar relacionado con el grado de humectación de la superficie por diferentes fluidos. Sdq se ve afectada tanto por la amplitud de la textura como por el espaciamiento. Así, para un determinado Sa, una textura más espaciada se puede indicar con un valor Sdq inferior a una superficie con el mismo Sa pero separación de líneas de textura más fina como se puede apreciar en la Figura 37.

Figura 37. Influencia del parámetro Sdq

En cuanto a otro parámetro híbrido, el Sdr, puede diferenciar aún más superficies de amplitudes y rugosidad media similar. Típicamente Sdr aumentará con la complejidad espacial de la textura tanto si hay cambios en Sa como si no. Sdr es útil en aplicaciones de revestimientos de superficie y adherencia. Sdr puede encontrar relevancia al considerar superficies utilizadas con lubricantes y otros fluidos; se ve afectada tanto por la amplitud de la textura como por el espacio. Así un mayor valor de Sa, con textura más espaciada puede tener un valor Sdr inferior que una superficie con Sa menor, y más fina textura de espacio (Figura 38).

Figura 38. Repercusión del parámetro Sdr

Sdr, expresa el incremento del área superficial interfacial en relación con el área de la imagen proyectada (plana) en el plano x, y. Sería la proporción entre los parámetros spar y sdar. El área proyectada, spar, expresa el área del plano x, y, plano que figura en el denominador de la Ecuación 30. El área de superficie, sdar, expresa el área real de la zona de la superficie, teniendo en cuenta la altura z.

Ecuación 30 Por lo que una superficie completamente plana tendría un valor Sdr = 0%

Figura 39 Triangulación de una superficie

El área real de la superficie es el área total de todos los triángulos formados sobre la textura y con la resolución de la medida[145].

Otra serie de parámetros que influyen en la definición de la superficie son los que están relacionados con la Curva de Abbot Firestone o curva de área de apoyo (Bearing Area Curve). Estos parámetros Spk, Sk, Svk, Smr1, y Smr2 se derivan de la curva de porcentaje de área de material basado, como se dijo anteriormente, en la norma ISO 13565-2:1996. El pico de altura reducida, Spk, es una medida de la altura del pico por encima del núcleo de rugosidad. La profundidad de la rugosidad del “Core”, Sk, es una medida de la rugosidad de "núcleo" (de pico a valle) de la superficie con los picos y valles predominantes eliminados. La reducción de la profundidad del valle, Svk, es una medida de la profundidad del valle por debajo de la rugosidad del núcleo. Smr1, porción de material de pico, indica el porcentaje de material que comprende las estructuras de pico asociados con Spk. La porción de material Valle, Smr2, se refiere al porcentaje (es decir, 100%-Smr2) de la zona de medición que comprende las estructuras de valle más profundas asociadas con Svk (ver Figura 33 y 34).