Wastegate o válvula de descarga: ¿qué son y por qué suscitaron tanta polémica en F1?

En el apasionante mundo de la automoción, y especialmente del motorsport, cada componente juega un papel crucial en el rendimiento y la eficiencia de un vehículo. Uno de estos componentes, a menudo subestimado pero de vital importancia, es la válvula de descarga, también conocida como wastegate.

Juega un papel crucial en los motores turboalimentados, y en Fórmula 1 suscitó mucha polémica en el pasado, especialmente en motores Ferrari, por el humo que salía de esta parte o por el aceite que tiraban… Aquí te revelaremos todos los secretos.

¿Qué es la wastegate o válvula de descarga?

La válvula de descarga, o wastegate, es un componente esencial en el sistema de turbocompresión de un motor. Su función principal es la de controlar y limitar la presión de sobrealimentación, desviando parte de los gases de escape directamente al tubo de escape y evitando que pasen por la turbina. De esta manera, se evita que la presión exceda el límite máximo establecido, protegiendo así tanto al turbocompresor como al motor de posibles daños. En resumen, la wastegate actúa como un guardián, asegurando que la presión de sobrealimentación se mantenga siempre dentro de los parámetros seguros y óptimos para el funcionamiento del motor.

Además, es importante mencionar que existen dos tipos principales de válvulas de descarga: las internas y las externas. Las wastegates internas están integradas en la carcasa del turbocompresor, mientras que las externas son unidades independientes instaladas entre el colector de escape y la turbina. Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas, y la elección entre una y otra dependerá de las necesidades específicas de cada motor y de su aplicación.

Por último, es crucial realizar un mantenimiento adecuado de la wastegate para garantizar su correcto funcionamiento. Un fallo en esta válvula puede resultar en una presión de sobrealimentación excesiva o insuficiente, lo que puede llevar a un rendimiento deficiente del motor o incluso a daños graves. Por lo tanto, es esencial revisar regularmente la wastegate y reemplazarla si es necesario para mantener el rendimiento óptimo del motor.

¿Cómo funciona la válvula de descarga?

La válvula de descarga, o wastegate, es un mecanismo compuesto por tres elementos clave: el diafragma, el resorte y la válvula en sí. Este dispositivo se encuentra estratégicamente ubicado justo antes de la rueda de la turbina.

Este componente, a pesar de su aparente simplicidad, tiene una función vital y compleja basada en la gestión de la presión. El tubo conectado a la cámara está directamente relacionado con la presión generada por la rueda de compresión del turbo. Cuando la presión de admisión que recibe el diafragma supera la del resorte, la wastegate se abre. Esto permite que los gases de escape salgan sin pasar por la rueda de la turbina, lo que reduce las revoluciones por minuto y, en consecuencia, disminuye la presión dentro del turbocompresor.

En términos más sencillos, esta válvula de descarga redirige los gases para evitar que pasen por la turbina, lo que ayuda a mantener una sobrealimentación adecuada. Este desvío regula la velocidad de la turbina en sincronía con la velocidad desarrollada por el compresor.

Hay momentos durante la conducción en los que el vehículo no necesita toda la potencia generada por el turbocompresor. En estos casos, el conductor levanta el pie del acelerador, deteniendo el flujo de aire necesario para la combustión. La válvula de descarga entonces entra en acción, liberando la presión de aire excesiva y protegiendo así el sistema.

Tipos de válvulas

Se pueden categorizar en función de cómo gestionan el aire excedente. Existen dos tipos principales:

Válvulas de descarga blow off: también conocidas como válvulas de descarga atmosféricas, liberan los gases sobrantes directamente al ambiente exterior. Este proceso genera un sonido característico de soplido o silbido que se puede escuchar cuando el conductor levanta el pie del acelerador.
Válvulas de descarga de bypass: o válvulas de recirculación, tienen una función diferente. En lugar de liberar el aire excedente a la atmósfera, lo redirigen de nuevo al sistema de admisión, justo antes de la entrada del turbo. Este aire será posteriormente presurizado e inyectado en el motor. Este proceso se realiza en el punto donde el caudalímetro mide la cantidad exacta de aire que entra efectivamente al sistema, asegurando así una mezcla de combustible y aire óptima.

Es importante destacar que la elección entre una válvula de descarga blow off y una válvula de descarga de bypass dependerá de las necesidades específicas de cada motor y de su aplicación. Cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas, y la elección correcta puede tener un impacto significativo en el rendimiento y la eficiencia del motor.

Wastegate en F1

Con la introducción de los motores V6 híbridos en la Fórmula 1, la Federación Internacional del Automóvil (FIA) implementó en 2016 una norma que requería la colocación de uno o dos tubos de escape en la salida de la válvula de descarga, o wastegate, para mejorar el sonido de los coches. Aunque ese fue su cometido inicial, pronto se usaron con otros fines.

Esta normativa abrió la puerta a los equipos para explorar posibles ventajas de rendimiento. Renault y Ferrari fueron los más proactivos en este sentido, realizando varios experimentos. Renault ajustó la orientación de los escapes para beneficiarse del flujo de aire hacia el alerón trasero, mientras que Ferrari probó un sistema con dos tubos de escape que se abrían en diferentes momentos para mejorar la eficiencia aerodinámica en curvas lentas. Además, el humo también suscitó polémica, y los contrincantes lo miraron muy de cerca…

Sin embargo, la FIA intervino para aclarar que los dos escapes debían funcionar juntos y no de manera independiente, lo que puso fin a estos experimentos para 2019. A pesar de esto, la wastegate sigue siendo un componente crucial en la F1, y es probable que los equipos continúen buscando formas de aprovecharla dentro de las reglas o saltándose de algún modo el reglamento por alguna laguna técnica para tratar de conseguir ventaja de cada área, ya que todo es importante en una competición en la que las diferencias se miden en centésimas…

Fuente de éste artículo: Fórmula 1 – Actualidad Motor

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