Chiedete a un ingegnere

Qual è la funzione di una valvola di bypass idraulico?

Sono meccanismi cruciali per il controllo del flusso e della pressione dei liquidi…

Di Sarah Jensen

L’ultima cosa che vuoi che succeda nel bel mezzo di un viaggio in auto attraverso il paese – o un viaggio al mercato di quartiere – è una perdita di liquido dei freni. Fortunatamente, il tuo veicolo è dotato di una valvola di bypass idraulico che reindirizza il liquido dei freni se si perde pressione nei freni anteriori, permettendoti di arrivare a un arresto sicuro.

“I tuoi freni anteriori fanno la maggior parte della frenata, quindi se una perdita nel tuo sistema frenante causa una perdita di pressione, potresti perdere anche tutta la tua potenza frenante”, dice Amos Winter, un associato di ricerca post-dottorato presso la Singapore University of Technology and Design-MIT International Design Center, che si unirà al Dipartimento di ingegneria meccanica questa estate. “La valvola di bypass idraulico nel sistema che collega i freni anteriori e posteriori devia il liquido dei freni ai freni posteriori se c’è una perdita di pressione, in modo da poter ancora fermare l’auto”.

La valvola di bypass è attivata da un meccanismo a molla che si apre quando la pressione del fluido diventa troppo alta o troppo bassa, dice Winter. Finché la pressione è la stessa sia sul lato di entrata che su quello di uscita della molla, l’interruttore rimane chiuso. Ma se la pressione aumenta troppo su un lato, la molla viene compressa, causando l’apertura dell’interruttore.

È lo stesso principio del funzionamento di un regolatore su una bombola da sub, dice Winter. “Quando si aspira per respirare, si abbassa la pressione nel boccaglio”, spiega. “Questo agisce su un diaframma che apre una valvola per far fluire l’aria dalla bombola ai polmoni. Quando si soffia fuori, si chiude la valvola e permette all’aria di fluire fuori nell’acqua”.

Le valvole di bypass sono importanti in qualsiasi sistema in cui viene pompata acqua o olio per mantenere una pressione uniforme e mantenere il sistema in funzione. Le attrezzature da costruzione in particolare si affidano alle valvole di bypass per alleviare l’accumulo di pressione. “Se si utilizza una benna caricatrice”, spiega Winter, “si apre una valvola che pompa olio nel braccio che solleva un pezzo di cemento. Chiudi la valvola quando hai finito, ma la pompa è ancora in funzione e cerca di pompare il fluido in una valvola chiusa”. Con nessun posto dove scorrere, l’olio potrebbe creare troppa pressione, portando a un motore in stallo – o a un’esplosione. Ma prima che ciò accada, la valvola di bypass si apre per scaricare la pressione e deviare l’olio verso il serbatoio della pompa.

Aree ingegneristiche come la progettazione di macchine e aerei e la dinamica dei fluidi impiegano la tecnologia delle valvole di bypass, così come le concentrazioni di ricerca di Winter, gli aiuti alla mobilità per l’uso in ambienti difficili e le tecnologie di scavo sottomarino. “Le valvole di bypass servono fondamentalmente a scaricare la pressione”, dice. “I sistemi idraulici operano a 2.000 libbre per pollice quadrato, e non vuoi che qualcosa del genere esploda.”

Grazie a Matt Miller, 30 anni, di Derby, Inghilterra, per questa domanda.

Posto: 27 marzo 2012