En los sistemas lineales, el juego mecánico y la histéresis suelen considerarse el mismo fenómeno. Sin embargo, si bien ambos contribuyen a la pérdida de movimiento, sus causas y mecanismos de funcionamiento son diferentes.
Reacción adversa: El enemigo de los sistemas lineales

El juego mecánico se produce por la holgura entre las piezas que se acoplan, lo que genera una zona muerta cuando se invierte el sentido de giro. En esta zona muerta, no se produce ningún movimiento hasta que se elimina la holgura entre las piezas.

Los componentes que suelen experimentar holgura incluyen husillos de bolas, husillos de avance, sistemas de correas y poleas, y engranajes. En los sistemas de rodamientos recirculantes, la aplicación de precarga puede reducir o eliminar la holgura al disminuir el espacio libre entre las bolas (o rodillos) y las pistas de rodadura. Algunos sistemas no recirculantes utilizan métodos alternativos, como resortes o tuercas de husillo de avance especialmente diseñadas, para reducir o eliminar la holgura.

¿O no?

Aunque la holgura se suele considerar una característica negativa de los sistemas mecánicos, no siempre es perjudicial. En primer lugar, fabricar componentes completamente libres de holgura es caro y, en la mayoría de los casos, poco práctico. Además, los métodos para reducir la holgura inevitablemente aumentan la fricción y el desgaste. Si se tolera cierta holgura en la aplicación, los componentes disponibles serán menos costosos, más fáciles de conseguir y, en muchos casos, tendrán una vida útil más larga. En engranajes y cajas de engranajes, cierta holgura es necesaria para que los engranajes engranen sin sobrecargar los dientes y aumentar la fricción.
¿Qué es la histéresis?

La histéresis se asocia con mayor frecuencia a los sistemas magnéticos y se manifiesta en los motores eléctricos como una pérdida por histéresis. En pocas palabras, la histéresis es la relación entre la reacción de un material a una carga inicial (o fuerza magnetizante) y la recuperación del material una vez que se retira dicha carga (o fuerza magnetizante). Por ejemplo, cuando el hierro se magnetiza mediante un campo externo, la magnetización del hierro se retrasa con respecto a la fuerza magnetizante. Cuando se retira la fuerza magnetizante, el hierro conserva cierta cantidad de magnetismo. En otras palabras, el hierro no recupera completamente su estado no magnetizado a menos que se aplique una fuerza magnetizante opuesta.

En los sistemas mecánicos, la histéresis está relacionada con la elasticidad del material. Por ejemplo, cuando las bolas de acero en una tuerca esférica se mueven desde la zona sin carga a la zona de carga, las fuerzas que experimentan aumentan, provocando una ligera deformación. Sin embargo, debido a las propiedades elásticas del acero, las bolas no recuperan completamente su forma original al regresar a la zona sin carga de la tuerca. Esta deformación microscópica persistente se debe a la histéresis.

La histéresis también afecta el comportamiento de los ejes de transmisión en sistemas mecánicos. Cuando se aplica un par (una fuerza de torsión) a un eje, se produce una tensión interna que provoca un cambio en su forma. Este cambio de forma se denomina deformación (o deformación torsional, en el caso de carga torsional). En materiales perfectamente elásticos, la relación entre tensión y deformación es lineal. Sin embargo, pocos materiales son perfectamente elásticos, y la inelasticidad de los materiales les confiere una curva tensión-deformación no lineal. Este comportamiento no lineal, en el que las fuerzas aumentan y disminuyen, se denomina histéresis.
¿Cuándo importa la histéresis en los sistemas lineales?

Salvo en las etapas mecánicas de máxima precisión, la histéresis tiene un efecto insignificante en la exactitud y repetibilidad del posicionamiento, y en la mayoría de los casos, los efectos del juego mecánico superan con creces los de la histéresis. Sin embargo, los actuadores piezoeléctricos, que dependen de la deformación del material para producir movimiento, pueden experimentar una histéresis del 10 al 15 por ciento del movimiento ordenado. El funcionamiento de los actuadores piezoeléctricos en un sistema de lazo cerrado puede reducir o eliminar los efectos de la histéresis.