Taller. ¿Para que sirve el gas del amortiguador?

Si quieres saber cómo y por qué trabaja un amortiguador aquí, nuestro colaborador JM, te lo explica de la manera más fácil, clara, sencilla y entendedora posible.

 ¿Para qué sirve el gas del amortiguador?

La función del gas es evitar la «cavitación», que es un fenómeno hidrodinámico que ocurre cuando un líquido es sometido a una variación muy grande de presión, normalmente un descenso muy grande de la misma. Si alguna vez habéis mirado una hélice de fueraborda a toda velocidad, observaréis como se genera un chorro de burbujas. ¿De dónde salen esas burbujas? Ese es el fenómeno de «cavitación»: el agua hierve, sometida a un gradiente de presión extremo (por efecto de la hélice, que comprime el agua en contra del sentido de marcha y la «succiona» en sentido contrario) y si, además, hay algún gas disuelto en ella, enseguida forma burbujas.

Cuando una hélice produce cavitación, pierde mucha eficacia en la propulsión del barco, pues no es lo mismo empujar sobre agua «maciza» que sobre agua burbujeante.

En los amortiguadores ocurre el mismo fenómeno. Aquí, cuando el pistón se mueve hacia dentro a gran velocidad (por ejemplo, al caer de un salto), somete al aceite a un gradiente extremo de presión: mucha presión por encima del pistón y casi nula por debajo (suponiendo que el pistón se mueva hacia arriba, como en el esquema que se ve en la imagen inferior). Si se produce cavitación (en el aceite es mucho más difícil que en agua, pero ocurre), entonces el aceite no podrá ejercer su función amortiguadora, pues las burbujas se colarán con más facilidad por los pasos que el aceite en sí mismo. En esta situación, se notaría como la suspensión «muellea», es decir, va falta de retención.

¿Cómo evitar la cavitación, o al menos, reducirla al mínimo posible?

Evitando que el gradiente de presión sea tan extremo, y esta es la función de la cámara de gas de nuestro amortiguador. Si observamos el esquema adjunto (cámara amarilla), se comprenderá mejor. Esta cámara, llena de gas a gran presión proporciona una elevada presión inicial en el aceite, de tal forma que, al moverse el pistón, ya no se crea el gradiente tan extremo del que hablábamos antes. En palabras menos técnicas: a mayor presión de gas -> mayor presión estática del aceite -> más difícil que «hierva» -> reducción de la cavitación.

Los amortiguadores buenos (por ejemplo Showa – Öhlins) llevan cámaras de gas con presiones extraordinarias, lo cual permite usar aceites muy fluidos, más propensos a la cavitación, pero mucho más eficientes en el comportamiento hidráulico. Lo malo es que, si se pierde esta presión, tendremos los problemas que he descrito antes.

¿Cómo se va la presión? Sólo tiene dos caminos:

• O se fuga directamente a exterior por la válvula (como en el Showa) o por algún poro del cuerpo del amortiguador.
• O se escapa a través del pistón (el que separa gas y aceite, no el hidráulico) a la cámara de aceite.

En ambos casos se notaría el «muelleo», pero mucho más en el segundo. En el primer caso basta con volver a cargar el gas (N2 o aire, según lo que dispongamos), pero en el segundo hace falta desmontar el amortiguador y reparar el pistón. Esto último es una tarea delicada (no difícil) que se puede realizar con un poco de experiencia.

La fuerza que realiza el gas bajo presión se une a la del muelle. Lo que pasa es que la respuesta elástica de ambos es distinta: El muelle realiza una fuerza proporcional a la distancia que es comprimido (es decir, si para comprimir el muelle 10 mm hacen falta 30 kg, entonces para comprimirlo 2 cm necesitaremos 60 kg). El gas, que teóricamente debería funcionar igual, no lo hace debido a que:

• No existe el gas perfecto (parte del trabajo que se acumula en forma de presión no se devuelve como fuerza expansiva)
• Intercambia calor con el exterior (con lo que el comportamiento elástico de esta cámara puede variar mucho dependiendo del tiempo que lleve funcionando).

Estas razones hacen que, a pesar de que hace muchos años existiesen amortiguadores exclusivamente neumáticos, actualmente se confíe la mayor parte de la carga elástica al muelle tradicional. Lo que, además, aumenta la duración de retenes y pistón. Concluyendo, si hay que aumentar la precarga elástica, mejor actuar sobre el muelle que aumentar la presión de gas.