Cómo funciona la distribución desmodrómica y por qué tiene tanto sentido que Ducati la use

Distribución desmodrómica: ¡qué palabreja! A menos que seas fan de la marca de Borgo Panigale puede que nunca la hayas escuchado antes, o que incluso te suceda como a mí y te resulte casi un trabalenguas. Pues bien, este es un sistema de accionamiento de las válvulas diferente, el cual fue patentado por el ingeniero de Ducati Fabio Taglioni en 1956, aunque existen diseños anteriores, como el de Arnott que data de 1910.

Flotación de válvulas: el problema por el cual se usa la distribución desmodrómica

Antes de nada vamos a dar unas breves pinceladas sobre cómo se acciona una válvula en un motor convencional. Los árboles de levas están perfectamente sincronizados con el cigüeñal, el cual los hace girar gracias a una cadena o correa. La leva acciona la válvula, bien de forma directa o bien usando un elemento intermedio como es una palanca o un balancín. Así, cuando la protuberancia de la leva empuja la válvula hacia abajo, vence la fuerza de un muelle y abre dicha válvula. A continuación, a medida que el árbol gira la protuberancia deja de estar en contacto, para estarlo el perfil circular, y es gracias a la fuerza elástica del muelle que la válvula sube y se cierra.

¿Por qué surge la necesidad de cambiar ese sistema de accionamiento? Cuando un motor gira a altas o muy altas revoluciones, digamos que a partir de unas 8.000 vueltas, las fuerzas de inercia son mayores que las fuerzas elásticas del muelle, y básicamente no da tiempo a que la válvula se cierre cuando se tiene que volver a abrir de nuevo. Este fenómeno se conoce como flotación de válvulas, y tiene como consecuencias una pérdida de potencia provocada por la salida de los gases del cilindro al permanecer las válvulas abiertas, además de un menor rendimiento y mayor consumo, contaminación, ruidos y vibraciones. Pero este problema no es el más grave, dependiendo de la magnitud de esa flotación de válvulas, la cabeza del pistón puede llegar a colisionar con ellas, provocando un gran estropicio mecánico. En motores más antiguos, como en la época en la Tagliono patentó este sistema para Ducati, la técnica en fabricación y metalurgia no permitía obtener unos muelles con las calidades actuales, y debido al estrés que son sometidos a esos regímenes de giro, acaban rompiendo y generando de nuevo un gran estropicio mecánico, puesto que al romperse el muelle la válvula queda colgando y el pistón acaba chocando contra ella.

Y sí, aunque pueda parecer que no, a esas revoluciones las válvulas (y muelles) han de trabajar sumamente rápido. Para tener un orden de magnitud y verlo más fácilmente, supongamos que un motor trabaja a 12.000 r.p.m., algo común en motores de competición o motos de alto rendimiento. Así, a esas 12.000 r.p.m. del cigüeñal el árbol de levas gira a 6.000 r.m.p., lo que supone que la válvula ha de abrirse y cerrarse 100 veces por segundo.

¿Cómo es y cómo funciona un motor «desmo»?

El sistema desmodrómico elimina el muelle y duplica el conjunto leva y balancín o palanca (si proceden estos dos), de forma que una leva se usa para abrir la válvula, tal y como se venía haciendo hasta ahora, y la nueva leva para cerrarla, consiguiendo así evitar el fenómeno de flotación de válvulas. Dependiendo de la variante de este sistema y de la configuración del motor se puede usar dos árboles de levas (uno para abrir y otro para cerrar), tres árboles – trialbero – en los que los árboles extremos se usan parar abrir las válvulas de admisión y escape, y el central para cerrar ambas válvulas, incorporando un perfil de leva doble un tanto peculiar, o incluso cuatro árboles, independizando admisión y escape, cierre y apertura.

Además de solucionar los problemas de flotación de válvulas y roturas de muelles, este sistema aporta una ventaja más, y es que al suprimir el muelle no se ha de vencer su fuerza para abrir la válvula, por lo que existen menos pérdidas mecánicas y una mayor potencia. Aunque es cierto que esa ganancia no es tan grande como podría parecer, ya que en el cierre de la válvula estamos generando unas pérdidas mecánicas, es decir, más rozamientos, al introducir esa nueva leva y balancín.

Como contrapartida, el sistema desmodrómico es bastante más costoso de fabricar, y ese es uno de los principales motivos por los que no está tan extendido, además de que técnicamente también es más complejo, aunque no excesivamente. La otra razón de su escasa, o más bien nula difusión, son las numerosas patentes que Ducati posee del mismo, lo que hace prácticamente imposible que ningún otro fabricante lo use sin que tenga que rendir tributo por ello a Ducati. Históricamente este sistema lo hemos podido ver en coches de competición (Mercedes-Benz W196 y 300 SLR), y en algunos de calle, como el 300 SL, todo ello en la primera mitad de la década de los 50.

Alternativas a la distribución desmodrómica

Una de las mejores alternativas y que se usa, por ejemplo, en Fórmula Uno, es la distribución neumática. Este tipo de distribución sustituye el muelle por una cámara estanca que está llena de nitrógeno. Cuando la leva acciona la válvula y baja, comprime ese gas, aumentado su presión y devolviendo la válvula a su posición original de cierre. Es algo así como intentar apretar el émbolo de una jeringuilla a la que hemos taponado su orificio de salida. Sin embargo, este sistema es muy complejo y poco fiable, por lo que su uso fuera del ámbito de la competición carece de interés práctico.

La otra alternativa, que es la que se usa actualmente en motores de calle, es usar muelles de paso variable y/o doble muelle en las levas, para así obtener un mejor comportamiento y respuesta frente a diversas condiciones y regímenes de funcionamiento. Esto ha sido posible gracias al avance en el diseño de componentes, programas de cálculo y también en los procesos de fabricación.

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