El origen de las primeras válvulas
El diseño primitivo de la válvula
Antes del desarrollo del más simple sistema de irrigación, los cultivos de maíz de las civilizaciones más tempranas estaban a merced de las condiciones climáticas, los niveles de agua de ríos y lagos o la fuerza de humanos y animales para transportar el agua en vasijas primitivas. Debido a la dificultad de prever los contratiempos que podían surgir de dichas condiciones, los granjeros tuvieron que idear sistemas para controlar las fuentes de agua más cercanas.
La idea primigenia de la válvula probablemente aconteció cuando estos simples agricultores notaron que un árbol caído o los restos de escombros frenaban o cambiaban la dirección del fluido del agua. Así surgió el concepto de utilizar barreras artificiales, para desviar el agua hacia los campos cercanos, con el tiempo esta idea se expandió a un riego simple utilizando una serie planificada de zanjas y canales, que mediante el uso de la gravedad podría transportar, almacenar y ampliar el alcance de la fuente de agua.
Un elemento importante de estos primeros sistemas de riego fue una barrera de madera o piedra, que podría colocarse en la entrada decada canal de riego. Esta barrera fue el progenitor temprano de lo que ahora comúnmente llamamos la válvula de compuerta la cual podía usarse para detener el flujo o desviar el flujo a otros canales, o cuando se colocaba en una posición entre cerrado y completamente abierto podría regular la cantidad de agua que entra en el canal aguas abajo.
La introducción de la ingenieria antigua
Ya en el 5000 aC, se encontraron válvulas de compuerta en una serie de diques. Diseñados como parte de antiguos sistemas de riego desarrollados por los egipcios a lo largo de las orillas del río Nilo. Los arqueólogos descubrieron que otras culturas antiguas en Babilonia, China, Fenicia, México y Perú también utilizaban sistemas de riego similares.
Los primeros ingenieros examinaron estos sistemas de procesos primitivos y empezaron a aplicar esta tecnología para nuevos fines más sofisticados. Por ejemplo, en 1500 aC, las tumbas de Egipto fueron equipadas con un extenso sistema de drenaje, que incluía sifones, fuelles y válvulas de retención simples talladas en madera. Diseñadas para traer agua a la superficie desde los pozos del subsuelo. Los romanos, habiendo conquistado el Medio Oriente, vieron rápidamente el valor de la ingeniería hidráulica de Oriente Medio y ampliaron el concepto en una serie de acueductos en Europa, que se utilizaron para sostener nuevas ciudades que estaban ubicadas en áreas alejadas de las principales fuentes de agua. Estos acueductos incluían bombas tempranas, tuberías y ruedas hidráulicas, así como válvulas de compuerta y de retención de madera, piedra o plomo.
El desarrollo del diseño de las válvulas
El advenimiento de la ingenieria hidráulica
En general, las válvulas durante la Edad Media eran de diseño básico, talladas en madera, y utilizadas principalmente como tapones en vino y en barricas de cerveza. El diseño de la válvula cambió muy poco hasta que llegó el Renacimiento cuando nació la ingeniería hidráulica moderna. Los principios comenzaron a evolucionar. En un intento por mejorar el rendimiento de las esclusas del canal, Leonado da Vinci analizó las tensiones que ocurrían en diferentes puertas de esclusas con diferentes alturas de agua en a cada lado de la puerta. Estos primeros estudios del concepto de la presión y la caída de la presión ayudaron a determinar la base de la dinámica de fluidos moderna, que es esencial para entender y calcular el rendimiento de las válvulas.
La invención del motor a baja presión
En 1712, el inglés Thomas Newcomen inventó el motor de atmosfera o motor térmico, que utilizaba vapor a baja presión para conducir un pistón hacia adelante. El motor podría ser utilizado para levantar agua. Con el tiempo, Newcomen mejoró su Máquina, he introdujo una válvula de retención de hierro simple, que podría ser utilizada para regular el flujo de vapor hacia el pistón, la primera aplicación conocida de una válvula de estrangulamiento.
El motor de doble efecto
A finales del siglo de XVIII, el pionero ingeniero escocés James Watt buscó maneras de mejorar el motor atmosférico de Newcomen. El principal problema de la máquina de Newcomen, era su lentitud y su escasa potencia debido al vapor a baja presión. También,
Aunque estas válvulas de hierro eran muy simples para los estándares de hoy, su función fue fundamental para el éxito de la máquina de vapor, que marcó el comienzo de la era industrial.
Aparición de la industria textil
Durante el siglo XIX, el uso de energía de vapor en el transporte y la industria textil, así como las obras hidráulicas, aceleraron el desarrollo de Válvulas más sofisticadas. Con las considerables temperaturas que alcanzaba el servicio vapor, las válvulas ya no podrían ser de madera o blandas. Lo que condujo a la fabricación de válvulas de hierro, mecanizadas con un grado de resistencia más amplio. No solo eran estas válvulas de hierro mucho más duraderas,
El advenimiento de la energía de vapor produjo una mayor necesidad de carbón, que llevó al desarrollo de sofisticados sistemas de bombeo subterráneo, incluyendo nuevos tipos y estilos de válvulas, tales como las válvulas de compuerta.
La era industrial también impulsó el uso de gas natural en ciudades como combustible para la iluminación y la calefacción, que requería de válvulas de bola simples para su subministro.
La máquina de vapor Corliss
La automatización en la era moderna
Antes de la década de 1930, casi todas las válvulas en las plantas de proceso eran manuales. Lo que requería que los trabajadores abrieran y cerraran las válvulas a mano según las necesidades del proceso.