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Este artículo está asociado a un artículo previo que trata sobre cómo detectar cuándo se debe reemplazar un soporte de un motor marino.
En este artículo se enfatizan las razones y el proceso de degradación del compuesto elastomérico en los soportes de motores marinos. Sabiendo cómo y por qué las propiedades elásticas de un soporte de motor marino se degradan con el paso del tiempo, este artículo puede ayudar a los propietarios de embarcaciones a determinar qué prácticas son las correctas para prolongar la vida útil de los soportes del motor marino.
Este artículo es aplicable a todo tipo de motores marinos sin importar si la marca Yanmar, Volvo, Mercury, Beta Marine u otras marcas. El proceso de degradación del elastómero ocurre en todo tipo de soportes de motores marinos de manera similar, sin importar la marca o modelo del motor.
Empezaremos primero por la mecánica de los elastómeros. No importa el tipo de caucho, dureza o color ya que todos los elastómeros están compuestos por cadenas poliméricas. El término polímero proviene del griego “poli” que significa muchas y “mer” que significa partes. El caucho natural, así como otros compuestos de caucho, es un polímero, una molécula en forma de cadena larga que contiene subunidades repetidas.
Empezaremos primero por la mecánica de los elastómeros. No importa el tipo de caucho, dureza o color ya que todos los elastómeros están compuestos por cadenas poliméricas. El término polímero proviene del griego “poli” que significa muchas y “mer” que significa partes. El caucho natural, así como otros compuestos de caucho, es un polímero, una molécula en forma de cadena larga que contiene subunidades repetidas.
Se puede hacer uso de la analogía de un plato de espagueti enredado que representa una masa de polímero. Los espaguetis individuales representan una sola cadena de polímero. La larga longitud de la cadena permite enredos. Con el descubrimiento de la vulcanización, podría formarse una estructura con enlaces de azufre que unen cadenas de polímeros individuales en una red tridimensional. Las cadenas ahora tienen extensibilidad lo que permite el soporte de la tensión y una retracción tras la liberación de la tensión.
Nuestra analogía de espaguetis acaba de cambiar de soportes de espagueti desconectados a una estructura de red de pesca como en caucho vulcanizado.
Las vibraciones en un motor marino pueden ocurrir por varias razones u orígenes como son, desequilibrio del motor, condiciones del mar, amplificación debido a la resonancia con la frecuencia de rotación del motor, desalineación del eje de la hélice o una combinación de ellos. Las vibraciones crean tensión en la goma, como se puede ver en el video de prueba de fatiga a continuación.
Esta tensión y deformación crea una tensión en las cadenas poliméricas. La tensión en el sistema se muestra en la siguiente imagen FEM.
A lo largo de los años, las cadenas poliméricas están sometidas a muchos ciclos de tensión por deformación. Las cadenas poliméricas se romperán dependiendo del número de ciclos.
En la Figura 3 se representa un gráfico de carga frente respecto de la deflexión de dos soportes de motor marino, uno nuevo y el otro usado. Como se indicó anteriormente, la tensión de manera continuada causadas por las cargas dinámicas y las vibraciones en el elastómero, conlleva la ruptura de las cadenas poliméricas.
Por lo tanto, el soporte del motor marino debido al uso y al paso del tiempo muestra una menor cantidad de cadenas poliméricas para soportar la misma carga. Esto afecta a la deflexión del soporte.
Como puede verse, con el tiempo, la deflexión del soporte del motor marino va de S1 a S2. Esto se debe a que las cadenas poliméricas restantes han resistido tanto como pudieron, pero obviamente se han deformado más.
Desde el punto de vista del aislamiento, debemos comprender que la rigidez de los soportes flexibles del motor juega un papel clave en el aislamiento. Pero ¿qué es la rigidez? La rigidez es la proporción entre fuerza y desplazamiento. Es decir, la cantidad de fuerza que se necesita para provocar un desplazamiento o deflexión determinados. La rigidez se representa con una línea de puntos de color marrón, que muestra la proporción o pendiente de la curva a una fuerza determinada (F1). La rigidez 0 es la rigidez de un soporte nuevo y la rigidez 1 es la rigidez de un soporte usado. La rigidez de un soporte usado es mayor que la de un soporte nuevo.
La rigidez juega un papel importante en el aislamiento del motor. Determina la frecuencia de resonancia del sistema. Cuanto mayor sea la rigidez de la suspensión, mayor será la frecuencia natural, por lo que menor será el aislamiento.
Entonces, en otras palabras, incluso si el motor se mueve más y el sistema muestra más elasticidad, se podría pensar que el motor está mejor aislado contra las vibraciones, pero el caso es todo lo contrario. Las vibraciones se notan más altas que nunca.
Dado que el sistema es más elástico, las desalineaciones del eje son más pronunciadas. El siguiente video muestra una comparación entre soportes usados y nuevos.
La degradación de los elastómeros ocurre en todos los soportes de motores marinos, su degradación depende directamente de los ciclos de carga y su magnitud. La degradación proviene de la pérdida de cadenas poliméricas. Cuanto más bajas sean las cadenas de polímero que tengamos en el soporte, más elástico será el sistema. Cuanto más elástico sea el motor marino, más movimiento mostrará el motor, además de los ejes doblados y el ruido no deseado, esto provocará una mayor tensión en los soportes que provocará la rotura de las cadenas poliméricas restantes, creando una degradación autoalimentada.
