Siempre sincronizados: los pistones

Sin el elemento técnico de accionamiento que proporciona un pistón, la revolución industrial quizá habría transcurrido de otra forma. No se puede olvidar que incluso el invento de la máquina de vapor se basa en convertir en energía mecánica la energía generada por el movimiento ascendente y descendente de un pistón. Este principio se ha mantenido hasta hoy en la tecnología de los motores de combustión: en un motor moderno, el pistón convierte la energía térmica, que se genera por medio de la mezcla de combustible encendida, en potencia de marcha.

En todos los vehículos se emplean pistones de diferentes tipos constructivos y tamaños, da igual si se accionan con un motor de gasolina, diésel o incluso un motor Wankel. Esta tecnología tiene lugar en la sombra. La media de los conductores no sabe, ni tiene por qué saber, qué clase de pistón es el que acciona su vehículo. Sin embargo, el fabricante del motor necesita un pistón diseñado de forma individual y con precisión en función de la forma constructiva del motor y la correspondiente finalidad de uso.

Así de variadas son las actividades de desarrollo en torno a la tecnología del pistón. Se tiene que seleccionar el material y la geometría de los pistones, así como se tienen que diseñar la estrategias adecuadas para garantizar una fricción lo más reducida posible entre los pistones, los segmentos de pistones y los casquillos en el cárter de cilindros del motor y, de esta forma, conseguir un comportamiento óptimo del consumo y las emisiones.

Desde el año 1920 la historia de los pistones está estrechamente unida a la de KS Kolbenschmidt en Neckarsulm. Como pionero en el ámbito de los pistones del metal ligero aluminio, Karl Schmidt ha tenido que enfrentarse a numerosos obstáculos y prejuicios. El camino se allana con el éxito obtenido en una competición de pistones organizada por el Ministerio de Transportes del Reich en 1921.

Así comienza la historia de éxito de KS Kolbenschmidt, que se prolonga hasta la actualidad. Los innumerables desarrollos y patentes, la diversidad prácticamente inabarcable de tipos de pistones, así como la firme conciencia de la calidad y de los costes, respaldan la fama de la empresa como socio de desarrollo de casi todos los grandes fabricantes automotrices.

Ya en los años 20 del siglo pasado se perfila el hecho de que la construcción ligera de componentes del motor conlleva ventajas importantes. Sobre todo, el número de revoluciones por minuto, que no deja de crecer, hace necesario reducir las masas en vibración del motor. Con el objetivo de encontrar la mejor aleación de metal ligero para los pistones en automóviles, el Ministerio de Transportes del Reich convoca una competición para toda Alemania en 1921. Karl Schmidt participa en ella y presenta un pistón cuya aleación, además del aluminio, contiene una mezcla del 15 % de cobre. Aunque este pistón de aluminio y cobre procedente de Neckarsulm «solo» consigue el segundo puesto después de un pistón de magnesio y cobre, el aluminio consigue así el reconocimiento oficial como material para pistones.

Las aleaciones de aluminio y cobre se convierten en estándar durante un tiempo, aunque el material, en un primer momento duro y quebradizo, origina roturas de pistón debido a su alto contenido en hierro. Más adelante el hierro se sustituye progresivamente con níquel y cobalto, lo que mejora la elasticidad de los pistones.

Kolbenschmidt, como pronto se conoce a la empresa en el lenguaje popular, conquista grandes éxitos con el pistón de metal ligero y gana numerosos clientes tanto en la industria automotriz alemana como en la internacional. Durante los primeros diez años de fabricación de pistones solo salen piezas brutas de fundición de la fábrica de Neckarsulm. El procesamiento se lleva a cabo de forma externa. Sin embargo, en 1934 Kolbenschmidt crea su propia línea de mecanizado de pistones: Tanto si se trata de cabezas de pistón con capa de aluminio puro contra cargas térmicas, pistones rectificados con forma ovalada para una potencia óptima de marcha o de pistones de dilatación térmica controlada U para una potencia constante en motores de dos tiempos: el laboratorio de pistones en Neckarsulm siempre trabaja en nuevas mejoras metalúrgicas y de diseño. El número de unidades pronto asciende a cifras millonarias: en 1937 se funde el pistón número doce millones.

Pero los pistones no solo se encuentran en los turismos: para Deutz, fabricante de motores de Colonia, Kolbenschmidt fabrica ya en 1923 el primer pistón de maquinaria grande con 280 milímetros de diámetro para motores diésel con el llamado procedimiento de «fundido en coquilla», en 1940 le sigue el primer pistón de maquinaria grande de más de 500 milímetros de diámetro.

En 1927 el pistón de aluminio y cobre se sustituye con un nuevo producto fabricado a partir de una aleación de aluminio con un gran porcentaje de silicio. El llamado pistón «alusil» puede comenzar su marcha triunfal por el mundo del automóvil hasta llegar a la actualidad.