Enunciado. Investigar el funcionamiento de las electroválvulas y su accionamiento por solenoide, y sintetizar la información en una infografía u organizador gráfico usando el modelo proporcionado o uno propio.

Una electroválvula es una válvula que abre o cierra el paso de un fluido (agua, aire, gas) mediante una bobina (el solenoide). Una bobina es un alambre enrollado; al circular corriente por ella se genera un campo magnético capaz de desplazar un armadura metálica unida a la pieza que tapa o descubre el puerto de paso.

1. Cuando se aplica una tensión U sobre la bobina circula la corriente U = I R, donde R es la resistencia de la bobina.
2. Esa corriente produce un campo magnético dentro del núcleo: B = \mu_0 \, n \, I, con \mu_0 = 4\pi \times 10^{-7} \, \text{T} \cdot \text{m/A} y n el número de espiras por unidad de longitud.
3. El campo magnético ejerce una fuerza sobre la armadura: F = B \, I \, L, con L la longitud del conductor activo.
4. La válvula se mueve solo si esa fuerza vence la del muelle y la fuerza debida a la presión del fluido: F_{\text{presión}} = p \, A, con p la presión y A el área del asiento.
5. La potencia disipada en la bobina es P = U \, I y su resistencia R = \rho \, \dfrac{\ell}{A}; por eso el calentamiento (Q = I^{2} R t) limita el tiempo de energización en algunas aplicaciones.

1. En reposo, sin corriente, el muelle mantiene el armadura en su posición de reposo.
2. Se aplica la tensión U: circula I = U/R y se genera B = \mu_0 n I.
3. La fuerza F = B I L desplaza el armadura contra el muelle.
4. Se altera el estado del puerto: si estaba cerrado se abre (o viceversa).
5. El caudal Q_{\text{flujo}} = v \, A_{\text{tubo}} cambia en la tubería.
6. Al cortar la tensión, I \to 0, B \to 0, y el muelle devuelve el armadura a su posición de reposo.

• Normalmente cerrada (NC): sin corriente el paso está bloqueado; se abre al energizar. Es la más usada por seguridad (se corta el flujo si falla la energía).
• Normalmente abierta (NA): sin corriente el paso está abierto; se cierra al energizar.
• De acción directa: el solenoide mueve directamente el asiento; apta para baja presión y pequeño caudal.
• Piloto (asistida): una pequeña válvula piloto gobierna la presión de trabajo que desplaza la membrana o pistón principal; permite controlar grandes caudales con poca potencia (2–10 W).

Sugerencia de gráfico: barras horizontales de la fuerza magnética frente a la corriente, ya que de F = B I L = \mu_0 n I^{2} L se deduce que F crece con el cuadrado de la corriente: si I se duplica, F se cuadruplica.

• 1820: Ørsted demuestra que una corriente desvía una aguja magnética.
• 1824: Joule construye un electroimán en forma de herradura.
• 1831: Faraday describe la inducción electromagnética (fundamento del funcionamiento de bobinas y motores).
• 1844: Morse emplea electroimanes (solenoides) en el telégrafo.
• 1876: Bell usa un solenoide en el teléfono.
• Finales del siglo XIX – inicios del XX: primeras válvulas solenoides para riego y vapor.
• Década de 1960: válvulas piloto con membrana y accionamiento electrónico en riego automatizado.
• Siglo XXI: electroválvulas en domótica, automoción, HVAC, purificadores y sistemas de agua potable.

• TÍTULAR: «El magnetismo que controla el flujo: electroválvulas accionadas por solenoide».
• ENCABEZADO: definición (ver 5.1) en un párrafo breve.
• CUADRO ESTADÍSTICO: tabla de la sección 5.5.
• GRÁFICO: barras de F vs I.
• TEXTO 1 (izquierda): fundamento físico y ecuaciones (5.2).
• TEXTO 2 (derecha): aplicaciones (riego, automoción, HVAC, lavadoras, plantas de tratamiento).
• IMAGEN CENTRAL: corte transversal de una válvula piloto.
• PRIMER PLANO: bobina con espiras, armadura, muelle y asiento.
• LÍNEA DE TIEMPO: ver 5.6.
• FUENTE: libro de Física BGU 3 (2024), pág. 199, y consultas a fabricantes; CRÉDITOS: nombre del/la estudiante, curso y fecha.