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El gripaje: la avería más grave de un motor de gas o diesel 

El gripado es sin duda la avería más grave que puede tener un motor alternativo de gas o diesel, y significa en muchos casos la destrucción total del motor.Se entiende en general por gripado la avería que se produce cuando dos piezas que deslizan una sobre otra, una de ellas fija y otra móvil, se agarrotan o sueldan entre sí. En el caso del motor,  este efecto se produce entre pistón y la camisa que recubre el cilindro o entre los casquillos y el cigüeñal.

interior de un cilindro

 

La mayor parte de los fallos en motores de gas tienen uno de estos cuatro orígenes:

a) Fallos de diseño. Muchos motores no están suficientemente desarrollados o experimentados cuando llegan al mercado. Así, la resistencia de algunos elementos no ha sido suficientemente calculada, las condiciones de experimentación y prueba no se corresponde con las condiciones reales de trabajo (condiciones de refrigeración, calidad de gas, temperatura exterior, etc.), o simplemente, no se han probado suficientemente y no se tienen una idea exacta de la vida de determinadas piezas.

b) La competencia comercial entre fabricantes, que lleva a que éstos garanticen prestaciones, como potencia, rendimiento, disponibilidad o flexibilidad para arranques, paradas y cambios de carga, que no se corresponden con el desarrollo de la técnica en ese modelo.

c) Las duras condiciones de uso de algunos de los equipos, obligados a producir al 100% de su capacidad en muchos casos, realmente por encima de ese 100% real) durante larguísimos periodos de tiempo, u obligados a funcionar en unos regímenes de arranques y paradas constantes que no han sido previstos en su diseño

d) Negligencias graves de operación. La más habitual de todas estas negligencias suele ser tratar de arrancar una y otra vez con alarmas presentes sin solucionar el problema, confiando en que sea una falsa alarma proveniente de un instrumento que da una medida errónea. Esta interpretación ‘a la ligera’ de las alarmas que proporciona el sistema, incluso la eliminación de la seguridad que evita el arranque en condiciones de riesgo para la máquina, causa en algunos casos la destrucción completa del motor.

El gripado es sin duda la avería más grave que puede tener un motor de gas, y significa en muchos casos la destrucción total del motor. Los dos tipos de gripaje que suelen darse en un motor alternativo de gas son los siguientes: el que se produce entre el pistón y la camisa y el que se produce entre la biela y sus casquillos o cojinetes

 

1.Gripaje pistón-camisa

El gripado pistón-camisa aparece normalmente por cuatro causas: un fallo en la lubricación, un fallo en la refrigeración, desequilibrio de biela que produce un desgaste diferencial en el cilindro y defectos en uno de los segmentos, el llamado aro de compresión o aro de fuego. El gripado suele producirse en la parte alta del cilindro, donde las condiciones son más extremas.

 

causas del gripado piston camisa

 

Por su alto coste y por la gravedad de esta avería, los motores están equipados con una serie de instrumentos capaces de detectar con antelación un problema que pueda conducir al gripado del motor. Aún así, resulta curioso que el gripado del motor no sea una avería rara e infrecuente. En un buen número de ocasiones detrás de un gripado hay una negligencia grave de operación o de mantenimiento del motor: arranques sucesivos en condiciones de fallo, desconexión de los sistemas de protección, alarmas repetidas a las que no se hace caso, etc.

 

Veamos cada una de las 4 causas más habituales que pueden terminar originando el gripado.

 

a) Fallo en la lubricación

El gripado se produce por deficiencia en la lubricación cuando el aceite no llega con el caudal suficiente y a la presión necesaria para lubricar el espacio entre camisa y pistón, o aún llegando, éste ha perdido sus cualidades lubricantes (en general más relacionado con la aparición de partículas extrañas y a la degradación de determinados aditivos que a la pérdida de capacidad lubricante del propio aceite). Se produce una gran cantidad de calor en el roce que finalmente agarrota ambas piezas, quedando unidas en el peor de los casos o, lo que es más habitual, con su movimiento muy dificultado, lo que provoca un rayado en la camisa y en el pistón.

El estado de los segmentos y del bruñido de la camisa (irregularidad en la camisa que tiene como misión retener el aceite y conducirlo de forma apropiada) juegan un papel importantísimo en la adecuada distribución del aceite, de forma que aunque la presión, el caudal y la calidad del aceite sean las adecuadas, una distribución incorrecta puede causar un roce exagerado entre partes metálicas, que acabe por provocar la avería. 

 

b) Fallo en la refrigeración

Suele estar relacionado con la falta de presión o de caudal del fluido refrigerante, generalmente agua. No obstante, incluso no existiendo problemas de presión o de caudal de agua, puede existir un defecto de refrigeración cuando el fluido refrigerante no es capaz de evacuar todo el calor generado en la camisa, por suciedad del circuito (que puede afectar tanto a camisas como a intercambiadores) o por problemas en el equipo que finalmente evacua este calor a la atmósfera. La torre de refrigeración, el aerocondensador o el intercambiador pueden no estar funcionando correctamente, lo que provocará que el fluido refrigerante entre en el motor a una temperatura superior a la especificada, que hará que el motor trabaje fuera de su temperatura óptima. En el mejor de los casos provocará una pérdida de rendimiento, pero en el peor, provocará un gripado.

 

c) Desequilibrio de biela

Si el cigüeñal no está perfectamente equilibrado, puede ocurrir que el cilindro desgaste excesivamente uno de los lados del pistón, provocando un roce mayor que el esperado, y por tanto un calentamiento anormal en esa zona

 

d) Ruptura de capa de aceite por fallo de compresión

El gripado también puede ocurrir cuando se produce un paso de llama entre pistón y camisa, generalmente por el mal estado del segmento de compresión. El aumento de temperatura interrumpe la capa de lubricante entre los metales que rozan entre sí (camisa, pistón, segmentos) y provoca el fallo

 

2.Consecuencia del gripado

La consecuencia del gripado de un cilindro puede llegar a ser muy grave si el pistón se agarrota firmemente. En ese caso, el motor no se para, sino que la biela llega a romperse, se desprende del pistón y se comporta de forma impredecible, como un metal que se mueve sin control a gran velocidad. En su movimiento caótico puede llegar a perforar el bloque motor. Si esto sucede, el motor queda inutilizado, por el alto coste de la reparación a efectuar en el bloque; incluso, pueden provocarse daños personales graves.

En los casos menos graves, provoca un rayado de la camisa en la parte alta del cilindro, que inutiliza esta. Su reparación suele suponer sustituir la camisa dañada, los aros o segmentos del pistón, la comprobación del estado de pistón, biela, casquillos de biela y de cigüeñal y la sustitución de alguno de estos elementos si se encuentra con daños.

 

3.Instrumentación antigripaje

Para evitar esta grave avería los motores suelen estar suficientemente protegidos, y la instrumentación colocada por el fabricante es capaz de detectar a tiempo un problema de refrigeración o de lubricación e impedir el funcionamiento del motor en esas condiciones. 

La instrumentación con la que suele venir equipado el motor para protegerse de esta avería es la siguiente:

  • Medición de temperatura en la cámara de combustión
  • Medición de temperatura, presión y caudal de aceite
  • Medición de temperatura, presión y caudal en el fluido de refrigeración
  • Detección de ruidos (el utilizado en el sistema anti-detonación)
  • Detección de sobrepresión en el cárter
  • Detección de niebla en el cárter

Todas estas mediciones tienen niveles de alarma, que permiten mantener el motor en marcha pero indican que algo anormal está ocurriendo, y de disparo, que impiden el funcionamiento del motor

Como se ha dicho, no respetar las alarmas que se presentan relacionadas con este problema y la desconexión de seguridades o simulación de parámetros para poder arrancar el motor o continuar su marcha suele estar detrás de la mayor parte de las averías de este tipo.

 

4.Gripado del cigüeñal

El gripado del cigüeñal consiste en el bloqueo de uno de los cojinetes del cigüeñal, y que impide o dificulta su movimiento. El cigüeñal tiene dos tipos de cojinetes: los que unen éste al bloque motor y los que lo unen con cada una de las bielas. Cualquiera de ellos es susceptible de sufrir un gripado.

En este caso, las causas suelen estar relacionadas con un problema en la  lubricación, un defecto de montaje o un defectuoso diseño. En caso de que el problema sea de lubricación, puede producirse por una falta de lubricante (presión o caudal de éste) producido a su vez por una falta de nivel de aceite, por un fallo en la bomba, etc., o por una pérdida de las cualidades lubricantes, sobre todo por contener partículas extrañas.

 

causas del gripado de casquillos del cigueñal

 

 

Cuando se llevan a cabo los mantenimientos programados que incluyen el cambio de los casquillos o cojinetes de cigüeñal, éstos deben ser realizados por personal suficientemente entrenado y que conozca las singularidades de este trabajo y sobre todo los valores de tolerancia y apriete.

La vigilancia de la calidad del aceite y la vigilancia de los parámetros de operación (nivel, presión, caudal y temperatura del aceite) son la mejor prevención que puede efectuarse. Es importante, igual que en el caso anterior (gripado de pistón-camisa) comprobar los cojinetes del cigüeñal, desmontando incluso los elementos necesarios, en caso de que el motor pare automáticamente por alta temperatura de estos cojinetes. Es muy habitual re-arrancar el motor múltiples veces confiando en que se trate de falsa señal o que el problema se corrija solo. Muchos gripados están relacionados con estos re-arranques sin comprobar la causa del problema. 

 

bielas partidas en un gripaje

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