Por qué la selección del material importa más que la marca en las piezas del tren de rodaje

Las propiedades del material prevalecen sobre la reputación de la marca en Piezas de chasis Durabilidad

Dureza, composición de la aleación y tratamiento térmico como factores determinantes principales de la vida útil

La duración de las piezas del tren de aterrizaje depende principalmente de los materiales con los que están fabricadas, y no del nombre que figure en el empaque. La dureza de los materiales, que medimos mediante escalas como la Brinell o la Rockwell, desempeña un papel fundamental en su resistencia frente a la suciedad y las partículas abrasivas. Asimismo, resulta decisiva la composición real de las aleaciones metálicas empleadas. Las piezas con mayor contenido de carbono y cromo tienden a mantener su integridad mejor bajo esfuerzo y a resistir la degradación progresiva con el tiempo. También es relevante lo que ocurre durante los tratamientos térmicos: cuando el acero se somete a una temple y revenido adecuados, su estructura interna experimenta cambios que incrementan su resistencia mecánica. Sin embargo, si este proceso no se ejecuta correctamente, pueden surgir problemas como tensiones residuales o transformaciones incompletas, lo que provoca la aparición prematura de grietas. Las pruebas en condiciones reales han demostrado que las piezas fabricadas conforme a la norma ASTM A148 suelen resistir aproximadamente un 40 % más en entornos exigentes comparadas con opciones de menor costo. En ocasiones, empresas más pequeñas superan a marcas reconocidas simplemente porque aplican técnicas adecuadas de tratamiento térmico a su acero aleado 4140, en lugar de recortar costos utilizando materiales inferiores.

Evidencia del Mundo Real: Máquinas de modelo idéntico que fallan a tasas divergentes debido a sustituciones de materiales no verificadas

Poner dos excavadoras a trabajar lado a lado en la misma cantera de granito evidenció cuán distintas podían ser sus durabilidades. Una de ellas requirió el reemplazo de su tren de rodaje tras tan solo 1.200 horas de operación, mientras que la segunda máquina siguió funcionando sin problemas más allá de las 2.000 horas antes de necesitar mantenimiento. Al investigar más a fondo las causas de esta diferencia, los metalúrgicos identificaron el problema en las bujes de cadena que habían sido sustituidos sin una verificación adecuada. Los bujes defectuosos carecían de aproximadamente una cuarta parte del contenido de vanadio especificado por los fabricantes de equipos originales, lo que provocó que se desgastaran casi el doble de rápido de lo previsto. Estas situaciones demuestran claramente que lo verdaderamente importante no es quién es el proveedor, sino si existen certificaciones materiales adecuadas. Según diversos estudios sobre fiabilidad y rendimiento de maquinaria, los equipos fallan tres veces y media más a menudo cuando las piezas no cuentan con informes verificados de composición química o resultados de ensayos de dureza. Por tanto, para cualquier persona que adquiera piezas de repuesto, obtener información detallada sobre los materiales resulta siempre preferible a confiar únicamente en las marcas.

Requisitos específicos de material por componente para un rendimiento óptimo de las piezas del tren de rodaje

Cadenas y zapatas de oruga: acero aleado de alto contenido en carbono frente a hierro fundido en condiciones abrasivas

Las cadenas de rodadura y las zapatas utilizadas en canteras, trabajos de demolición y zonas accidentadas y rocosas se desgastan rápidamente debido al constante rozamiento y raspado contra los materiales. En cuanto a su composición, el acero aleado de alto contenido en carbono destaca claramente frente al hierro fundido convencional. La mayoría de los aceros aleados presentan una dureza comprendida entre 45 y 55 en la escala de dureza, mientras que el hierro fundido alcanza únicamente unos 20 a 30. Esto es relevante porque los materiales más duros ofrecen una mayor durabilidad en condiciones exigentes. Las aleaciones de cromo-molibdeno resisten mejor los impactos sin deformarse ni doblarse, a diferencia del hierro fundido, que contiene inclusiones frágiles de grafito que simplemente se fracturan bajo tensión. En trabajos con elevada abrasión, el acero aleado conserva su forma durante mucho más tiempo que otras alternativas. Hablamos de mejoras en la vida útil por desgaste del orden del 30 al 50 % en condiciones reales de operación. Es cierto que el acero aleado tiene un coste inicial más elevado, pero considere con qué frecuencia deben sustituirse las piezas y cuánto tiempo se pierde durante las tareas de mantenimiento. Esto convierte al acero aleado en la inversión más inteligente a largo plazo para equipos que operan sobre montones de grava, rocas trituradas o cualquier tipo de material fragmentado.

Rodillos, ruedas tensoras y casquillos: la distribución de carga superior y la resistencia al desgaste del acero cementado

Lograr la correcta selección de rodillos, ruedas tensoras y casquillos implica encontrar ese punto óptimo entre la dureza superficial para resistir el desgaste y una resistencia suficiente del núcleo para soportar los impactos cuando las condiciones se vuelven adversas. La cementación superficial logra precisamente esto mediante procesos controlados de carburización que crean una capa exterior con una dureza de aproximadamente 58 a 62 HRC, manteniendo al mismo tiempo el interior más blando y flexible. Esta construcción en dos capas evita eficazmente la formación de esas molestas microdescamaciones durante ciclos repetidos de esfuerzo, algo que los materiales endurecidos convencionales no pueden lograr sin llegar a agrietarse por completo. Además, la superficie resistente reduce también la fricción contra las guías metálicas y distribuye mejor los puntos de presión sobre todas esas pequeñas zonas de contacto con los rodamientos. Pruebas reales confirman este comportamiento: los componentes cementados superficialmente tienen una vida útil aproximadamente un 40 % mayor antes de requerir sustitución en entornos de alta exigencia, como minas y bosques, donde los equipos operan a máxima capacidad día tras día. Esa mayor durabilidad se traduce directamente en ahorros reales a lo largo del tiempo, ya que los equipos de mantenimiento ya no necesitan reemplazar los componentes con tanta frecuencia.

Cadenas de acero frente a cadenas de caucho: selección del material de los componentes del tren de rodaje según las exigencias de la aplicación

Análisis de la resistencia al desgaste, compatibilidad con el terreno y costo total de propiedad

La decisión entre cadenas de acero y cadenas de goma determina realmente qué tan bien funcionarán esos componentes del tren de rodaje con el paso del tiempo, especialmente si se consideran factores como las tasas de desgaste, la capacidad para adaptarse a distintos tipos de terreno y los costos a largo plazo. Al trabajar en entornos agresivos, como canteras de piedra o sitios de demolición, las cadenas de acero endurecido destacan por su resistencia extraordinaria al desgaste y pueden soportar todo tipo de escombros afilados sin deteriorarse. Las cadenas de goma resultan más adecuadas cuando lo prioritario es proteger las superficies y garantizar la comodidad del operador, por ejemplo, en proyectos de construcción urbana, mantenimiento de jardines o trabajos sobre carreteras pavimentadas. Sin embargo, estas opciones de goma tienen una vida útil corta en presencia de rocas irregulares o materiales abrasivos que las desgastan rápidamente. El tipo de terreno también desempeña un papel fundamental en esta decisión. Las cadenas de acero otorgan a las máquinas una estabilidad sólida como una roca en laderas empinadas con pendientes superiores al 20 %, aunque dejan marcas en el asfalto y provocan grietas en superficies de hormigón. Por su parte, las cadenas de goma reducen las vibraciones y los niveles de ruido durante la operación, lo cual resulta muy beneficioso en zonas urbanas, pero presentan graves dificultades para lograr adherencia cuando quedan atrapadas en condiciones de arcilla fangosa, perdiendo aproximadamente un treinta por ciento de su poder de tracción habitual.

Forjado, fundición y mecanizado: cómo el método de fabricación define la durabilidad de las piezas del tren de rodaje

Integridad microestructural: por qué las piezas forjadas del tren de rodaje resisten mejor la fatiga que sus equivalentes fundidas

La forma en que se fabrica algo es fundamental para determinar su resistencia frente a tensiones repetidas a lo largo del tiempo. Tomemos, por ejemplo, el forjado. Cuando los fabricantes aplican presión sobre metal caliente durante el proceso de forjado, modifican efectivamente la orientación de los granos internos del material. Este proceso elimina esos molestos vacíos internos y problemas de porosidad que debilitan otros materiales. Como resultado, obtenemos una estructura de material mucho más uniforme, capaz de distribuir la tensión de manera más homogénea sobre la superficie, en lugar de permitir que pequeñas fracturas comiencen en un punto concreto. Las piezas fundidas, sin embargo, cuentan una historia distinta. Suelen presentar todo tipo de problemas, como burbujas de aire atrapadas en su interior, zonas donde el metal no ha llenado adecuadamente el molde y partículas de material extraño mezcladas en la masa. Según estudios recientes publicados el año pasado en el Journal of Materials Processing, estos defectos pueden generar concentraciones de tensión hasta tres veces superiores a lo normal en sus bordes. Además, al no tener fronteras de grano continuas —como ocurre en las piezas forjadas—, las grietas tienden a propagarse más rápidamente cuando están sometidas a cargas continuas y vibraciones.

Cuando se trata de aplicaciones con un alto impacto y vibración, como las operaciones mineras o los trabajos pesados de movimiento de tierras, las ventajas estructurales de la forja marcan realmente la diferencia. Las pruebas en condiciones reales demuestran que los componentes de la tren inferior forjados pueden soportar aproximadamente un 50 % más de ciclos operativos antes de fallar, en comparación con sus equivalentes fundidos. Además, su vida útil entre reemplazos es aproximadamente un 30 % mayor cuando están expuestos a entornos abrasivos severos. Es cierto que, a primera vista, la fundición puede parecer más económica, pero las piezas forjadas ofrecen una mayor resistencia a largo plazo en equipos donde la fiabilidad es lo más importante. Esto significa menos averías inesperadas en el sitio y, en última instancia, supone un ahorro de costes a lo largo de toda la vida útil de la maquinaria.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuáles son los factores clave que determinan la durabilidad de las piezas de la tren inferior?
R: Los factores clave incluyen la dureza de los materiales, la composición de las aleaciones metálicas, los procesos de tratamiento térmico y los métodos de fabricación, como la forja frente a la fundición.

P: ¿Cómo se compara el acero aleado de alto carbono con el hierro fundido para cadenas de rodadura y zapatas?
R: El acero aleado de alto carbono suele ser más resistente, con valores de dureza entre 45 y 55, frente a los valores del hierro fundido, que oscilan entre 20 y 30. El acero aleado ofrece una mayor vida útil y una mejor resistencia a la abrasión.

P: ¿Qué ventajas ofrecen las piezas forjadas del tren de rodaje frente a las fundidas?
R: Las piezas forjadas suelen tener una estructura de grano continua y menor porosidad, lo que permite una distribución más uniforme de las tensiones y una mejor resistencia a la fatiga, resultando en una mayor vida operativa.

P: ¿Cuál es mejor para distintos terrenos: orugas de acero u orugas de goma?
R: Las orugas de acero son ideales para superficies ásperas, irregulares y altamente abrasivas, mientras que las orugas de goma son más adecuadas para entornos de bajo impacto, como zonas urbanas y carreteras pavimentadas.