Tipos de biela y sus aplicaciones en la industria

Tipos de biela y sus aplicaciones en la industria

Ingeniería Civil y Transporte
 18-ago-2023 | Structuralia Blog

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Existen varios tipos de biela según su forma y sus características, descubre cuales son su funciones.

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Tipos de biela y sus aplicaciones en la industria

En el fascinante mundo de la ingeniería mecánica, existen componentes esenciales que a menudo pasan desapercibidos, pero que juegan un papel crucial en el funcionamiento de diversos mecanismos. Uno de esos elementos es la biela, una pieza de ingeniería que desempeña un papel vital en innumerables aplicaciones y dispositivos en nuestra vida cotidiana. En este post, nos adentraremos en los distintos tipos de biela y resaltando su importancia en el panorama industrial actual.

Las bielas, en esencia, son elementos mecánicos que se utilizan para convertir el movimiento lineal en movimiento rotacional, y viceversa. Estas piezas son ampliamente utilizadas en motores de combustión interna, compresores, maquinaria industrial y una variedad de dispositivos mecánicos, incluyendo curiosamente a las locomotoras (más adelante sabrás por qué). ¿Alguna vez te has preguntado cómo se traduce el movimiento ascendente y descendente de los pistones de tu automóvil en la rotación necesaria para que las ruedas se pongan en movimiento? ¡La respuesta es gracias a la biela!

¿Qué es una biela?

Una biela es una barra o vara que conecta dos puntos móviles en un mecanismo. Está compuesta por un extremo conocido como cabeza o cabeza de biela, que se une al punto móvil primario, y un extremo llamado pie o pie de biela, que se conecta al punto móvil secundario. La biela actúa como un enlace crucial entre estos dos puntos, permitiendo la transferencia de fuerza y movimiento.

¿Cómo funciona una biela?

El funcionamiento básico de una biela se basa en el principio de palanca. Cuando una fuerza se aplica a la cabeza de la biela, esta se transmite a través de la barra y se traduce en un movimiento rotacional en el punto de unión del pie de la biela. La longitud y la geometría de la biela son aspectos fundamentales que influyen en el desempeño y la eficiencia del mecanismo. Además, es importante tener en cuenta que el movimiento de la biela suele ser oscilante, convirtiendo el movimiento lineal en rotación y viceversa.

En motores de combustión interna, como los motores de automóviles, la biela juega un papel crucial en la transformación del movimiento lineal del pistón en un movimiento rotativo necesario para impulsar el cigüeñal. El pistón se encuentra unido al extremo de la biela mediante una conexión conocida como muñequilla o muñón. A medida que el pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro del cilindro, la biela transmite este movimiento al muñón del cigüeñal, generando así el movimiento giratorio que impulsa el funcionamiento del motor. Sin las bielas, la conversión de movimiento entre los componentes del motor sería prácticamente imposible.

Partes-de-la-bielaUna biela simple y sus partes fundamentales. Mundodelmotor.net

Tipos de biela según su forma

1. Biela de articulación simple

Esta es la forma más básica y común de biela. Consiste en una barra recta que conecta la cabeza y el pie de la biela en una articulación simple. Este diseño se utiliza en aplicaciones donde el movimiento lineal del punto primario se convierte en movimiento rotativo en el punto secundario, como en motores de combustión interna de cuatro tiempos. La biela de articulación simple es esencial para transformar el movimiento alternativo del pistón en el movimiento rotacional del cigüeñal.


2. Biela de articulación en H

Este tipo de biela se caracteriza por tener una sección transversal en forma "H" invertida. Aquí, dos barras se conectan a una cabeza central y se unen en un solo pie de biela. La biela de articulación en H es utilizada en aplicaciones donde se requiere una mayor resistencia y rigidez, como en motores de alta potencia y motores diésel de gran tamaño. Esta configuración permite una distribución uniforme de la carga y minimiza la posibilidad de deformaciones o fallas bajo cargas extremas.

Biela de acero forjado de tipo “H”. Rstmotorsports.com

Biela de acero forjado de tipo “H”. Rstmotorsports.com

Tipos de biela según sus características

Además de los tipos de biela mencionados anteriormente, existen otras clasificaciones basadas en características específicas de diseño y funcionamiento. A continuación, exploramos cuatro tipos de bielas adicionales:

1. Biela de Goteo de Aceite

Esta variante de biela incorpora un sistema de lubricación interna para garantizar un suministro constante de aceite a los puntos de fricción clave. La biela de goteo de aceite utiliza un canal interno o una perforación en la barra de la biela para permitir que el aceite fluya hacia los cojinetes de muñón y cabeza. Esto ayuda a reducir la fricción y el desgaste, mejorando así la durabilidad y el rendimiento de la biela. Estas bielas se encuentran comúnmente en motores de alto rendimiento y aplicaciones industriales que requieren un funcionamiento suave y una vida útil prolongada.

2. Biela Articulada

Este tipo de biela presenta una articulación más compleja en su diseño, en comparación con una articulación simple. La biela articulada se compone de varios elementos que se conectan en una estructura articulada, lo que proporciona mayor flexibilidad y capacidad de ajuste. Esta configuración permite una mayor adaptabilidad a las variaciones en las condiciones de carga y vibraciones, lo que resulta en una mayor resistencia a la fatiga y una mayor vida útil. Las bielas articuladas se utilizan en aplicaciones que requieren una mayor precisión y resistencia, como motores de aviones y maquinaria pesada.

3. Biela de Tenedor y Cuchillo

Este tipo de biela debe su nombre a su forma peculiar, que se asemeja a un tenedor y un cuchillo. La biela de tenedor y cuchillo se caracteriza por tener dos piezas separadas en el extremo de la cabeza de la biela, que encajan en una sola pieza en el extremo del pie de la biela. Esta configuración permite un mejor equilibrio de fuerzas y una mayor resistencia a las cargas laterales. Estas bielas son utilizadas en motores de alto rendimiento y aplicaciones donde la precisión y la resistencia son fundamentales.

4. Biela de articulación deslizante o Biela-manivela

En este tipo de biela, el extremo del pie se desliza sobre una superficie curva en lugar de articularse directamente. Esta configuración permite una mayor eficiencia en la transferencia de fuerza y reduce la fricción, lo que es beneficioso en aplicaciones donde se requiere un movimiento suave y preciso. Las bielas de articulación deslizante se utilizan comúnmente en máquinas herramienta, prensas y otros mecanismos como los que hacen funcionar a las locomotoras donde se busca minimizar el desgaste y la fricción.

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Ejemplo esquemático de un tipo de biela-manivela. Xunta de Galicia

Estos párrafos anteriores, demuestran la capacidad de adaptación de este componente clave en la ingeniería mecánica. Cada diseño tiene sus ventajas y se selecciona en función de las necesidades particulares de cada aplicación. Comprender las diferentes variantes de bielas nos permite apreciar la amplia gama de soluciones ingenieriles disponibles para optimizar el rendimiento y la eficiencia en diversos sistemas mecánicos.

Es importante tener en cuenta que estos son solo algunos ejemplos de los tipos de bielas más comunes. En la práctica, se pueden encontrar diseños personalizados y variaciones que se adaptan a necesidades específicas de los distintos mecanismos y aplicaciones. La elección del tipo de biela adecuada depende de factores como el tipo de movimiento requerido, las fuerzas involucradas y las limitaciones de espacio y diseño. En última instancia, comprender los distintos tipos de bielas y su aplicabilidad nos permite apreciar la diversidad y versatilidad de esta pieza clave en la ingeniería mecánica.


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