Pregunta a un ingeniero

¿Cuál es la función de una válvula de derivación hidráulica?

Son mecanismos cruciales para controlar el flujo y la presión de los líquidos…

Por Sarah Jensen

Lo último que quieres que ocurra en medio de un viaje por carretera a campo traviesa -o de un viaje al mercado del barrio- es una fuga de líquido de frenos. Afortunadamente, tu vehículo está equipado con una válvula de derivación hidráulica que redirige el líquido de frenos si pierdes presión en los frenos delanteros, permitiéndote llegar a una parada segura.

«Los frenos delanteros realizan la mayor parte del frenado, por lo que si una fuga en el sistema de frenado provoca una pérdida de presión, podrías perder también toda la potencia de frenado», explica Amos Winter, investigador postdoctoral asociado al Centro Internacional de Diseño de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur, que se incorporará al Departamento de Ingeniería Mecánica este verano. «La válvula de derivación hidráulica del sistema que conecta los frenos delanteros y traseros desvía el líquido de frenos a los frenos traseros si se produce una pérdida de presión, para que puedas seguir parando el coche».

La válvula de derivación se activa mediante un mecanismo accionado por un muelle que se abre cuando la presión del líquido es demasiado alta o demasiado baja, dice Winter. Mientras la presión sea la misma en el lado de entrada y de salida del muelle, el interruptor permanece cerrado. Pero si la presión aumenta demasiado en uno de los lados, el muelle se comprime y hace que el interruptor se abra.

Es el mismo principio que el funcionamiento de un regulador en una botella de buceo, dice Winter. «Cuando aspiras para respirar, estás bajando la presión en la boquilla», explica. «Eso actúa sobre un diafragma que abre una válvula para dejar pasar el aire de la botella a los pulmones. Cuando soplas, se cierra la válvula y permite que el aire salga al agua».

Las válvulas de derivación son importantes en cualquier sistema por el que se bombee agua o aceite para mantener una presión uniforme y que el sistema siga funcionando. Los equipos de construcción, en particular, dependen de las válvulas de derivación para aliviar la acumulación de presión. «Si se utiliza una pala cargadora», explica Winter, «se abre una válvula que bombea aceite al brazo que levanta la pieza de hormigón. Cuando terminas, cierras la válvula, pero la bomba sigue funcionando y tratando de bombear fluido a una válvula cerrada». Sin ningún lugar por donde fluir, el aceite podría crear demasiada presión, lo que llevaría a un motor parado, o a una explosión. Pero antes de que eso ocurra, la válvula de derivación se abre para ventilar la presión y desviar el aceite de vuelta al depósito de la bomba.

Áreas de ingeniería como el diseño de máquinas y aviones y la dinámica de fluidos emplean la tecnología de las válvulas de derivación, al igual que las concentraciones de investigación de Winter, las ayudas a la movilidad para su uso en entornos difíciles y las tecnologías de excavación submarina. «Las válvulas de derivación están básicamente ahí para ventilar la presión», dice. «Los sistemas hidráulicos funcionan a 2.000 libras por pulgada cuadrada, y no quieres que algo así explote».

Gracias a Matt Miller, de 30 años, de Derby, Inglaterra, por esta pregunta.

Colocado: 27 de marzo de 2012