Biela

La biela es la pieza esbelta que conecta un pistón con el cigüeñal dentro de un motor alternativo de combustión interna. Existe para resolver un problema geométrico básico: el pistón se desplaza en línea recta, subiendo y bajando por el cilindro, mientras que el motor debe entregar un movimiento giratorio para mover las ruedas. Sin un mecanismo capaz de traducir uno en otro, la energía liberada por la combustión no podría aprovecharse como par motor útil. Cada cilindro de un motor convencional tiene su propia biela, de modo que un bloque de cuatro cilindros lleva cuatro y un V8 lleva ocho.

Mecánicamente, la biela consta de tres zonas. El pie aloja el bulón, que la articula con el pistón; el cuerpo o caña, alargado, soporta los esfuerzos, y la cabeza, de mayor tamaño, abraza un muñón del cigüeñal. La cabeza está dividida en dos mitades unidas por tornillos para poder montarse sobre el muñón descentrado, con un fino cojinete de fricción intercalado entre la biela y el muñón, alimentado por aceite a presión. Cuando el pistón desciende en la carrera de explosión, la biela empuja el muñón lateralmente y, al estar este descentrado respecto al eje del cigüeñal, el empuje lineal se transforma en un par de giro. El mismo enlace actúa a la inversa en las demás carreras: la inercia del cigüeñal arrastra de nuevo el pistón hacia arriba.

Los esfuerzos que soporta una biela son severos y se invierten de forma constante. En cada ciclo se comprime durante la combustión y se estira al frenar el pistón en el punto muerto superior, fenómeno que crece bruscamente con el régimen de giro. Por ello, la biela debe ser muy resistente y rígida a compresión para no pandear, pero a la vez lo más ligera posible, ya que su masa se suma a las fuerzas alternativas y rotativas que el motor debe contener. Esta tensión entre resistencia y ligereza gobierna todo su diseño.

La mayoría de las bielas se forjan en acero, por su excelente relación resistencia-peso, mientras que los motores de altas prestaciones y de competición recurren a aluminio o titanio forjado para reducir la masa alternativa, y algunos motores de gasolina de gran volumen emplean bielas sinterizadas o de cabeza fracturada para una fabricación barata y precisa. La característica sección en I o en H maximiza la rigidez con el mínimo material.

Como se sitúa en el corazón del recorrido de las fuerzas del motor, el fallo de una biela figura entre las averías más catastróficas. Una biela rota o lanzada, a menudo consecuencia de pasarse de vueltas, de falta de aceite en el cojinete de cabeza o de un golpe hidráulico, puede perforar el bloque, suceso que se describe gráficamente como "echar una biela". Tal daño casi siempre obliga a reconstruir o sustituir el motor por completo, razón por la cual el suministro de aceite a los cojinetes y los límites de revoluciones importan tanto en la práctica.