Galling o gripado: causas, prevención y control industrial

El galling (término técnico en inglés para el desgaste adhesivo extremo) es un proceso en el que las asperezas microscópicas de dos superficies metálicas se entrelazan y fusionan. A diferencia del desgaste abrasivo convencional, donde el material se desprende por rayado, en el gripado se produce una transferencia de masa que altera la geometría de las piezas, provocando a menudo el bloqueo total de mecanismos o el gripado de uniones roscadas.

El mecanismo físico del gripado

El proceso sigue una secuencia destructiva que comienza cuando la presión de contacto supera la capacidad de la capa pasiva del metal para proteger la superficie:

1. Contacto inicial: Las asperezas microscópicas de ambas superficies entran en contacto.
2. Ruptura de la capa pasiva: La presión y la fricción eliminan la capa de óxido (óxido de cromo en inoxidables, óxido de titanio en titanio).
3. Adhesión atómica: Al quedar el metal desnudo y altamente reactivo, los átomos de ambas piezas establecen enlaces metálicos, "soldándose" en frío.
4. Transferencia de material: El movimiento relativo arranca material de una superficie, que se deposita sobre la otra, creando protuberancias que aumentan la fricción y el calor, acelerando el ciclo hasta el agarrotamiento.

Ciertos metales son intrínsecamente más susceptibles debido a su estructura cristalina y su ductilidad. Según datos técnicos de tribología industrial, los aceros inoxidables austeníticos (como el AISI 304 o 316) y el titanio presentan un riesgo muy elevado de gripado en comparación con aceros al carbono endurecidos.

Factores que agravan el fenómeno

• Similitud de materiales: El contacto entre dos piezas de la misma aleación (ej. tornillo y tuerca de acero inoxidable) facilita la transferencia atómica.
• Velocidad de montaje: El uso de herramientas neumáticas a altas revoluciones genera picos de calor que el material no puede disipar, acelerando la fusión.
• Falta de lubricación: La ausencia de una película separadora permite el contacto directo metal-metal.
• Acabado superficial: Superficies rugosas presentan más asperezas, aumentando la probabilidad de puntos de contacto críticos.

Para evitar el gripado, las empresas del sector del mecanizado de metales aplican estrategias basadas en la norma ISO 15243 (relativa a modos de fallo en rodamientos y contactos metálicos) y prácticas de ingeniería de precisión.

Estrategias recomendadas

1. Lubricación especializada: Empleo de pastas antigripantes con aditivos sólidos (bisulfuro de molibdeno, níquel o cerámica) que mantienen la separación entre superficies incluso bajo alta presión.
2. Selección de materiales disimilares: Combinar materiales con diferentes durezas o estructuras cristalinas en uniones móviles para dificultar la adhesión.
3. Tratamientos superficiales: Aplicar procesos como la nitruración o el recubrimiento con nitruro de titanio (TiN) para aumentar la dureza superficial y reducir el coeficiente de fricción.
4. Control de procesos: Reducir la velocidad de apriete en roscas y asegurar que el acabado superficial (rugosidad) esté dentro de las tolerancias especificadas (típicamente valores de $Ra$ inferiores a 0,8 µm para reducir asperezas).

Las empresas que operan bajo el código CNAE 2553 (Mecanizado de metales) en España deben cumplir con la Ley 21/1992 de Industria, que establece las bases para la seguridad y calidad industrial. Aunque no existe una norma específica exclusiva para el "galling", la prevención de fallos mecánicos es un requisito implícito en la normativa de seguridad de producto y responsabilidad civil.

• Seguridad Industrial: El incumplimiento de las normas técnicas de diseño que derive en fallos catastróficos (como el gripado de un componente crítico) puede ser sancionado bajo la Ley de Industria, con multas que varían según la gravedad (infracciones leves, graves o muy graves).
• Certificaciones: Es habitual que las empresas del sector implementen sistemas de gestión de calidad ISO 9001 para garantizar que los procesos de mecanizado y montaje sigan protocolos estrictos de control, minimizando riesgos de adhesión.

• Ley 21/1992, de 16 de julio, de Industria^[1]
• ISO (International Organization for Standardization)^[2]
• UNE (Asociación Española de Normalización)^[3]
• CNAE 2553: Mecanizado de metales (Instituto Nacional de Estadística)^[4]