Introducción a la distribución: cadenas vs correas

En los motores de combustión interna se produce constantemente un baile en el que todos los elementos están cuidadosamente sincronizados. En un ciclo de cuatro tiempos, las válvulas han de abrirse en la carrera descendente del pistón (admisión), cerrarse antes de que regrese (compresión), mantenerse cerradas (explosión) y abrirse para evacuar los gases quemados (escape).

Las válvulas van comandadas por el árbol de levas, el cual les transmite el movimiento a través de los taqués, empujadores y balancines. Por cada vuelta que da el cigüeñal, donde se unen todas las bielas y sus pistones, el árbol de levas tiene que dar dos vueltas. De una forma u otra hay que trasladar el movimiento de un sitio al otro, y hacerlo con una sincronización perfecta.

Las cadenas: historia y desarrollo

En los motores antiguos era habitual la sincronización mediante piñones, como pasa en un reloj mecánico, por lo que la precisión es máxima. El problema de este mecanismo es que aumenta el consumo del motor debido a rozamientos internos, y también genera peso y costes de fabricación. La solución que se dio a este problema fueron las cadenas metálicas, similares conceptualmente a las de las bicicletas.

Las cadenas engranan en piñones tanto en el cigüeñal como en el árbol de levas, produciendo la sincronización con menor consumo de energía. El problema de esta solución es que las cadenas, con el tiempo, van teniendo holguras, por lo que se producen leves pérdidas de sincronización que se traducen en mayor consumo de combustible y pérdida de potencia.

Los ingenieros tuvieron que idear otro sistema para evitar ese problema, los tensores. Estas piezas se encargan de compensar la holgura natural de la cadena, convenientemente lubricadas, para que el motor mantenga durante más tiempo su rendimiento. En principio, las cadenas no hay que cambiarlas en la vida útil del motor, aunque pasados los 250 000 kilómetros es recomendable su sustitución.

Las cadenas fueron utilizadas de forma mayoritaria durante mucho tiempo, hasta que aparecieron problemas de diseño nuevos con los motores multiválvulas, que requieren doble árbol de levas, o motores con una distancia más grande entre el cigüeñal y el árbol de levas. Cuanto más grande es la cadena, más energía consume, más holguras sufre, más vibra y más ruidosa es.

Correas: historia y desarrollo

Aquí es donde hacen aparición las correas, que en vez de ser metálicas se fabrican de derivados del caucho y fibras sintéticas, más flexibles, que reducen en gran manera el problema del ruido y además, son más baratas de fabricar. Suponen una fuente de ingresos en la postventa porque hay que cambiarlas por tiempo o por kilómetros. No solo hay que reemplazar la correa en sí, también los tensores de la misma y la bomba del agua. No hacerlo resultará algún día en aquello de “lo barato sale caro”, y tiene una explicación.

1. El rodamiento de la bomba de agua acumula fatiga con el paso del tiempo, por lo que va creando holgura.
2. Una correa nueva tiene mayor tensión que la vieja, que ha ido cediendo, por lo que aumenta la probabilidad de fallo en el eje de la bomba.
3. Si falla el eje de la bomba, se produce una distensión en la cadena que provoca fallo de sincronización, por lo que el motor puede reventar por dentro.

El coste de la mano de obra y las piezas de la correa de distribución dependen del número de elementos que haya que cambiar y lo difícil que sea acceder a ellos. Suele implicar varias horas de mano de obra, lo que encarece la reparación, pues las piezas o “kit de distribución” suelen ser lo de menos. Con suerte, poco más de 300 euros y menos de 1.000. Algunos modelos muy concretos son especialmente caros en este sentido, sobre todo con el motor central y necesitando fuerza para realizar la operación.

La correa de accesorios

Correa de accesorios moviendo el alternador

Las correas también ganaron mucha popularidad para la sincronización de los elementos accesorios o auxiliares, que son la bomba del agua, la bomba de la dirección asistida electrohidráulica, compresor del aire acondicionado, alternador/motor de arranque o la bomba de inyección. Al tener la correa de accesorios un gran recorrido, resulta poco práctico usar cadena. En los motores más antiguos había menos cosas que sincronizar (no había dirección asistida, ni aire acondicionado, y la inyección se hacía con carburadores).

Consecuencias de rotura de cadena o correa

Si falla la correa o la cadena de distribución el motor puede romperse y parar de forma súbita, incluyendo el bloqueo de las ruedas.

En motores modernos se tiende a eliminar elementos auxiliares para reducir el consumo energético:

• en algunos modelos híbridos elementos como la bomba de agua o el compresor de aire acondicionado son eléctricos;
• Koenigsegg y Qoros tienen un diseño de árbol de levas accionado de forma electrónica, sin unión física con el cigüeñal;
• las direcciones asistidas son ya fundamentalmente electromecánicas, por lo que no requieren bombeo de fluido hidráulico, lo hace un motor eléctrico.

De esta forma, se pueden lograr diseños más eficientes, más compactos y más silenciosos.

Sin embargo, las cadenas no han desaparecido, aún siguen siendo utilizadas por la quinta parte de los modelos por las mejoras en la técnica. Con mejor aislamiento del motor, el tema del ruido y las vibraciones no es tan importante, y sigue siendo una solución más fiable para el usuario que las correas. Las mejoras en aleaciones metálicas también tienen algo que ver.

¿Es mejor cadena o correa?

Salvo que haya grandes fallos de diseño, las cadenas son más duraderas y más fiables, ahorran dinero en mantenimiento y ya no son tan ruidosas, pero si fallan antes de tiempo el motor está acabado. Como siempre, las excepciones confirman las reglas:

• La cadena puede desgastarse prematuramente por un fallo de lubricación, es decir, presión de aceite inferior a la recomendada, uso de un lubricante incorrecto o tener el aceite ya muy pasado en tiempo o kilómetros.
• También puede acabar en fallo catastrófico que la cadena tenga tanta holgura que roce un componente que no tiene que tocar, o si falla uno de los tensores por cualquier motivo.
• Por lo general, las cadenas no tienen mantenimiento específico, por lo que es difícil apreciar desgaste prematuro, sobre todo si es en zonas poco accesibles y hay que sacar el motor entero para verlo.
• Los motores con distribución con cadena y alto límite de revoluciones tienen mayor propensión a crear holguras. Especialmente si son susceptibles de recibir un uso más deportivo

Las correas son más silenciosas y eficientes, y si se respetan los intervalos de mantenimiento no son propensas a fallar. Hay motores “eternos” que usan correas, siempre que se cambien cuando toca.

Como siempre, incidimos en la importancia de realizar el mantenimiento en los intervalos recomendados por el fabricante y con las calidades de aceite exigidas.

Cuando no se tiene controlado el tiempo que ha pasado desde el último mantenimiento, sobre todo en un coche usado del que no nos aportan facturas, “hacer la distribución” es una forma de prevenir problemas. Algunos motores concretos son conocidos por fallos en la distribución pese a usar cadenas, por los motivos antes expuestos. Normalmente una cadena bien tensada y bien lubricada aguanta bastante sin tener que hacer nada.

Tanto correas como cadenas pueden avisar antes de romperse. La aparición de ruiditos que antes no existían y que se intensifican a mayores revoluciones -no en función de la velocidad- dan una pista de que algo no va bien. Una inspección ocular de una correa en la que hay un deshilachado es un buen aviso: hay que cambiar la correa, los tensores y la bomba de agua -a menos que se hayan cambiado hace poco tiempo y no tengan holguras-.

Javier Costas

Soy periodista de motor desde 2001. Trabajo para contagiar mi pasión por los automóviles tanto a los que saben como a los que no saben, con toda una vida laboral dedicada al motor.
Si no tengo un volante entre mis manos, es que estoy cerca de agarrar otro, pero siempre en movimiento.