Almohadilla adhesiva

Las almohadillas adhesivas son dispositivos de fricción que se utilizan para evitar que los objetos se deslicen sobre una superficie, aumentando eficazmente la fricción entre el objeto y la superficie.

Las almohadillas adhesivas se utilizan para fijar objetos a superficies lisas que se inclinan o se mueven, evitando así que los objetos colocados sobre ellas se desprendan debido a la fricción insuficiente cuando la superficie se inclina o se mueve. ^{[ 1 ]} La almohadilla tiene un alto coeficiente de fricción tanto con la superficie base como con el objeto colocado sobre ella, lo que impide que la almohadilla adhesiva se mueva con respecto a la superficie y que los objetos colocados sobre ella se muevan en relación con la almohadilla. Las almohadillas adhesivas se utilizan comúnmente en los tableros de los automóviles, donde las fuerzas causadas por la aceleración del vehículo podrían provocar que los objetos colocados sobre el tablero se deslicen de la superficie lisa del mismo.

A diferencia de los sujetadores , las almohadillas adhesivas no fijan los objetos a la superficie. Simplemente evitan que los objetos se deslicen hasta que se supere el umbral de aceleración o ángulo de inclinación. Las almohadillas adhesivas tampoco suelen utilizar adhesivos . Por ello, se desprenden fácilmente de la superficie y necesitan la gravedad para cumplir su función. En concreto, la fuerza que actúa sobre el objeto debe tener un componente perpendicular a la superficie y dirigido hacia ella. Esto difiere de la cinta de microsucción, donde la adhesión del objeto se logra mediante microburbujas en la superficie que funcionan como pequeñas ventosas. Las almohadillas adhesivas están hechas de materiales similares al caucho. Esto ayuda a disipar la energía cinética cuando la superficie base vibra, de modo que el objeto sobre la almohadilla mantiene una superficie de contacto suficientemente grande con ella y las fuerzas de fricción tangenciales evitan que los objetos se deslicen con respecto a la almohadilla.

Aunque los principios básicos de las almohadillas adhesivas son sencillos, la física subyacente puede ser compleja debido a los numerosos requisitos específicos y, en ocasiones, contradictorios que surgen de su uso práctico. Los mecanismos implicados en materiales de alta fricción van más allá de la simple fricción de Coulomb . ^{[ 2 ] [ 3 ]} Estos pueden combinarse con otros mecanismos, como la disipación de energía en materiales viscosos o la adhesión.

Los requisitos mencionados plantean numerosos desafíos de diseño. Para funcionar correctamente en superficies vibrantes, las almohadillas suelen estar hechas de materiales blandos, similares al caucho, con coeficientes de fricción muy elevados. Los diseños buscan lograr un cierto nivel de adherencia (por ejemplo, para su uso en superficies verticales o muy inclinadas) sin comprometer la facilidad de desprendimiento y el uso continuo sin dejar residuos. Algunas aplicaciones (como la fijación de teléfonos inteligentes o tabletas a superficies verticales) requieren un alto grado de fiabilidad, difícil de conseguir sin una fuerte adherencia a las superficies.

Se utilizan diversos enfoques innovadores y materiales de ingeniería para cumplir con los requisitos. Algunos diseños aplican adherencia basada en el vacío, además de alta fricción y suavidad (véase, por ejemplo, cintas de microsucción ). ^{[ 4 ]} Otros desarrollos incluyen diseños inspirados en la naturaleza, especialmente en animales capaces de trepar paredes y techos, como los geckos, ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]} diversas especies de insectos ^{[ 10 ]} , ranas arborícolas ^{[ 11 ]} o camaleones. ^{[ 12 ]}

Los mecanismos de los insectos que pueden trepar paredes y techos ayudan a comprender cómo producir superficies con una fricción extremadamente alta que no exhiban demasiada adherencia para aplicaciones prácticas. ^{[ 10 ]} Las habilidades de los geckos se han estudiado intensamente para descubrir cómo se puede combinar la adherencia a paredes o techos verticales con la capacidad de un desprendimiento fácil y rápido que permite a los geckos un movimiento rápido. ^{[ 5 ]} Se ha descubierto que la fuerza de Van der Waals, más que la fricción o la adhesión, es el mecanismo más importante detrás de las habilidades de los geckos. ^{[ 6 ]} Esto implica que los diseños artificiales que imitan las patas de los geckos deben basarse en maximizar el contacto superficial entre el objeto y la almohadilla, lo cual es menos práctico en algunas situaciones, por ejemplo, cuando las almohadillas se usan en superficies no planas o cuando los objetos colocados en la almohadilla no tienen superficies planas. Por otro lado, los mecanismos en las patas de los geckos ayudan a diseñar materiales con adherencia confiable y fácil desprendimiento al mismo tiempo. ^{[ 5 ]} También se estudiaron los mecanismos utilizados en geckos, ranas arborícolas y algunos insectos para determinar su capacidad de autolimpieza, lo que permitiría que los materiales artificiales conservaran la capacidad de evitar el deslizamiento después de un uso continuo en entornos sucios. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

• Cinta de microsucción
• Ventosa
• Cinta adhesiva
• Alfombrilla adhesiva
• Cierre de velcro
• Fricción
• Mecánica de contacto
• Mecánica de contacto por fricción