El Sistema Desmodrómico de Ducati: Una Explicación Detallada

La distribución desmodrómica es un sistema de accionamiento de las válvulas diferente, patentado por el ingeniero de Ducati, Fabio Taglioni, en 1956. 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.

¿Qué es la Distribución Desmodrómica?

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 que Soluciona 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.

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 Taglioni 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.

La flotación de válvulas se da a altos regímenes, cuando no tienen «tiempo» suficiente para abrirse y cerrarse. Y sí, aunque pueda parecer que no, a esas revoluciones las válvulas (y muelles) han de trabajar sumamente rápido. 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 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.

El sistema de válvulas desmodrómicas ha sido fundamental en Ducati durante casi 75 años y es un concepto bien comprendido en el mundo de las carreras de velocidad. Los ingenieros de Ducati literalmente no recuerdan la última vez que se les pidió que se lo explicaran a alguien.

“En un motor de válvulas normal, la leva trabaja directamente con la válvula para abrirla, y para cerrarla, normalmente usamos un resorte”, dijo Davide. Dado que las válvulas se abren y cierran mecánicamente, en lugar de usar un resorte, las válvulas de asiento están bajo control en todo momento.

El término "desmodrómico" proviene de dos palabras griegas: "desmo", que significa controlado o vinculado, y "drómico", que significa pista o hipódromo. En primer lugar, la aceleración de apertura de la válvula es muy alta, superior a la de un sistema normal. Un sistema normal también puede tener una aceleración alta, pero solo en la fase de apertura. No en la fase de cierre, ya que se utiliza un resorte, y este está diseñado para ejercer una fuerza adecuada basada en la masa de la válvula multiplicada por la aceleración máxima deseada.

El sistema desmodrómico nos permite tener más tiempo con la válvula completamente abierta, incluso a bajas revoluciones. Esto nos permite aumentar la cantidad de oxígeno y combustible que entra al cilindro. La fase de apertura de la válvula es aún mayor que la de un sistema normal.

“La segunda ventaja es la reducción de la fricción en el sistema”, continuó Davide. Dado que los árboles de levas no tienen que presionar contra los resortes de las válvulas durante la fase de apertura, el motor consume menos energía.

La última ventaja de este sistema, y esta es nuestra bandera tecnológica, es que permite lograr un limitador de rpm muy alto. No se necesita un limitador conectado a un resorte helicoidal. Dado que las válvulas se abren y cierran mecánicamente en lugar de usar un resorte, estas se encuentran bajo control en todo momento.

Cuando necesites alcanzar un régimen de revoluciones muy alto, ten en cuenta que en nuestro motor de producción Panigale V4, el limitador está fijado a 16,500 rpm. Es un motor homologado para circular por carretera. Pero el sistema de distribución normal no permite este tipo de rpm.

El sistema desmodrómico tiene mucho orgullo y tradición, pero eso no significa que Ducati ignore sus inconvenientes, como explicó Davide. «El sistema es algo complejo y requiere mucha calidad y precisión en la fabricación del perfil del árbol de levas y los balancines.

A pesar de su peso, los ingenieros de Ducati afirman que el motor Desmo450 es el motor DOHC de 450 cc más ligero de su categoría. «Comparado con los competidores con dos árboles de levas, Kawasaki, Yamaha y Suzuki, nuestro motor sigue siendo el más ligero.

“El otro inconveniente de este sistema es el costo”, dijo Davide. “La precisión y la maquinaria que requieren estos árboles de levas son muy caras. Las levas y los cigüeñales se fabrican directamente en nuestra fábrica y nos encargamos nosotros mismos.

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.

Ventajas y Desventajas del Sistema Desmodrómico

• Ventajas:
  • Eliminación de la flotación de válvulas.
  • Posibilidad de trabajar a un régimen más elevado.
  • Supresión de la fuerza de compresión del muelle.
  • Mejora de la fiabilidad.
• Desventajas:
  • Mayor costo de fabricación.
  • Mayor complejidad técnica.

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.

Para terminar, citaremos otro tipo de distribución al que no sé dónde encuadrar: la distribución neumática. Puede considerarse desmodrómica, pero se llama neumática porque la labor de los muelles pasa a realzarse mediante aire comprimido. Se utiliza únicamente en la fórmula 1 y es sumamente costosa (tanto en cuanto a diseño como a mantenimiento). Debido a que elimina los problemas de los muelles, permite elevar extraordinariamente el régimen de giro así como el rendimiento del motor.

El Sistema Desmodrómico en Motocross: La Ducati Desmo450

La llegada de la marca italiana al mundo del motocross nos resulta familiar. Para comprender mejor la nueva Desmo450 y el característico sistema de válvulas desmodrómicas que caracteriza a cada Ducati, nos reunimos con Davide Perni, Director Técnico Off-Road de Ducati. Llevar la potencia de Ducati al motocross no es tarea fácil.

Se decidieron por una potencia máxima de 63.5 CV a 9400 rpm y un limitador de revoluciones de 11,900. La tecnología de control de la suspensión está casi tan directamente relacionada con Ducati como el sistema de válvulas Desmo. Si bien su experiencia se centra, una vez más, en el asfalto, la adaptación de la electrónica al terreno fue un aspecto vital del diseño de la Desmo450.

A pesar de la complejidad añadida del sistema desmodrómico, Ducati afirma que su Desmo450 tiene el motor DOHC de 450 cc más ligero de su clase.

Tabla comparativa: Sistema desmodrómico vs. Sistema convencional

Ahora que comprendemos mejor el carácter Ducati de esta nueva moto, estamos listos para poner a prueba la potencia desmodrómica y la electrónica Ducati. La Ducati Desmo2026 MX 450 llegará a los concesionarios estadounidenses este verano.

En resumen, el sistema desmodrómico es una innovación que, aunque compleja y costosa, ofrece ventajas significativas en términos de rendimiento y fiabilidad, especialmente a altas revoluciones. Su uso en las motocicletas Ducati es un sello distintivo de la marca y una muestra de su compromiso con la tecnología y la innovación.

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