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Válvulas de Control: Indispensables para la industria

En cualquier proceso industrial en el que se maneje un fluido, como gas, vapor, combustibles, químicos o slurry, se necesitan válvulas de control para llevar a cabo la modificación del flujo de acuerdo a las necesidades mismas del proceso. En este artículo, especialistas de la industria local nos revelan las opciones más empleadas en Chile, así como las recomendaciones para lograr una mayor vida útil.

En un proceso industrial, las válvulas de control son las responsables de manejar el caudal de un fluido, por medio de la apertura (total o parcial) de un orificio, en respuesta a una señal de una plataforma de control. Es decir, estos elementos finales de control convierten esta señal del sistema de control en acciones concretas para corregir el comportamiento de las variables de proceso, como flujo, presión, temperatura o nivel. En la mayoría de los casos, la operación de las válvulas se hace automáticamente por actuadores eléctricos, hidráulicos o neumáticos. Para la transmisión de las señales, se usan sistemas neumáticos (3-15 psi) o eléctricos (4-20 mA), siendo estos últimos los más empleados actualmente por la industria.

Existen múltiples tipos de válvulas de control, “buscando atender las diferentes aplicaciones de cada proceso”, como explica Luis Agustín Vergara, Gerente de Ventas de +Loop Automatización. “Sin embargo, dentro de los dos grandes tipos de válvulas (rotatorias y lineales), sobresalen la válvula de bola segmentada y la de globo, siendo las que más aplicaciones cubren dentro del espectro de aplicaciones para control. En el segmento de válvulas On/Off, las válvulas de bola, mariposa y cuchilla son comúnmente utilizadas para este tipo de aplicaciones”, indica.

Profundizando sobre el punto anterior, Juan Eduardo Massri, Gerente Comercial de Samson Controls, agrega que “predominan las del tipo rotativo (mariposa, segmento de bola y bola), debido a que nuestras dos principales industrias son la Minería y Pulpa y Papel, donde hay manejo de fluidos con sólidos en suspensión. En tanto, las válvulas de globo son muy usadas para controlar vapor y gases, dada su alta capacidad de control y rendimiento, sumado a que son capaces de manejar grandes caídas de presión”.

En el caso específico de la Minería, esta industria utiliza una proporción mucho más alta de válvulas On/Off que modelos modulados (de apertura regulada). “Entre los modelos del primer tipo, destacan las válvulas tipo cuchillo, principalmente controlando pulpas de cobre y relave. En tanto, en aplicaciones de control modulado, los tipos principales de válvulas son bola segmentada y globo, empleadas principalmente para dosificación de reactivos y adición de ácido sulfúrico en diferentes fases del proceso como la adición de ácido a los aglomeradores”, señala Jaime Arriagada, Jefe de Instrumentación Zona Norte de SOLTEX.

Según el profesional, las válvulas tipo mariposa también son usadas para la modulación del flujo, aunque en términos de control, no tienen un buen performance. “Sin embargo, en tamaños superiores a 8”, se tornan una alternativa interesante, teniendo en cuenta que en muchos casos, se requieren materiales especiales y que generalmente la Minería no necesita un control tan exacto como en otras industrias, exceptuando, claro está, las aplicaciones referidas a dosificación”, comenta.


Algunos inconvenientes

Uno de los principales “inconvenientes” que enfrentan las válvulas de control es un correcto dimensionamiento y selección, como sostienen los ejecutivos de INECO Héctor Oyarce, Gerente División Válvulas de Control, y Armando Henríquez, Project Pursuit. Coincidiendo con lo anterior, Massri señala que estos procesos son vitales para un correcto funcionamiento de la válvula. “En general, una válvula de control no debería tener problemas técnicos, pero es muy común que la falta de experiencia o la presión por una operación continua, hagan que la selección no sea la más apropiada. Otro factor que incide en las fallas de válvulas, es el relacionado con el dimensionamiento, donde si no existe una buena ingeniería de detalle desde el inicio, luego se estimarán valores de flujo y presión que no siempre son los reales”, afirma.

Por su parte, Vergara declara que otros problemas técnicos que enfrentarán las válvulas pueden estar asociados también a una selección errónea de la metalurgia del cuerpo de la válvula o a problemas externos al equipo mismo –por ejemplo, cambios en el proceso donde están instaladas, como variaciones inesperadas de las condiciones de operación, vibración, etc.-. Al respecto, añaden Oyarce y Henríquez, algunos de estos problemas se ven en el rendimiento dinámico de la válvula, y que condiciona su respuesta a una señal de control, “tales como histéresis, bandas muertas, overshoot, alta fricción, entre otros fenómenos generados por los diseños de cuerpo de válvulas, sistemas de actuación, posicionadores, accesorios y sus sistemas de acoplamiento. Todo lo anterior se puede resumir en el concepto de variabilidad de proceso y en cómo el elemento final de control afecta (negativa o positivamente) el lazo de control”.


Recomendaciones

Si se realiza un dimensionamiento y selección adecuados, una válvula de control no debería presentar problemas en un largo tiempo. No obstante, Luis Gálvez, Subgerente de Ventas Zona Centro de Instruvalve, afirma que “depende del trabajo que lleva a cabo el equipo, pero se recomienda por lo menos una revisión anual”.

En este sentido, Vergara aconseja que “dependiendo de las estrategias establecidas por cada usuario para una aplicación particular, podría establecerse como plazo adecuado, por lo menos, una revisión y mantención anuales, pudiendo ser requerido un plazo menor dependiendo de lo crítico de la aplicación”.

“Ahora bien, hoy en día, gran parte de las válvulas de control pueden ser evaluadas y diagnosticadas preventivamente, priorizándose generalmente las aplicaciones más críticas dentro del proceso, lo que permite elevar la confiabilidad de los equipos y contar con una mayor disponibilidad de estos, pudiendo anticipar además el alcance de la mantención requerida para un válvula específica”, acota.

En el caso específico de la Minería, las válvulas de control no sufren un desgaste importante en poco tiempo, pues los procesos son relativamente estables. “Sin embargo, las condiciones externas a las que muchas de ellas se ven expuestas, causan daños importantes y que son de fácil detección y corrección, como por ejemplo, neblinas ácidas que corroen los actuadores y otros elementos externos a la válvula, como válvulas solenoides, interruptores de posición, indicadores de posición, actuadores eléctricos, entre otros”, advierte Arriagada.

De acuerdo al profesional, en cuanto a tareas de revisión y mantenimiento, no existe una cultura de mantención preventiva en esta industria. “Pero esto ha ido cambiando paulatinamente y hay algunas empresas que están efectuando mantención a sus válvulas en sus paradas de planta, lo que implica una valoración de estos activos, lo que no ocurría años atrás cuando en muchos casos se efectuaba el cambio de la válvula cuando esta fallaba”, recuerda.


Tendencias

En la actualidad, existen varios sistemas y tecnologías que permiten monitorear de manera remota el trabajo que lleva a cabo una válvula de control, como los posicionadores “inteligentes” (que incorporan microprocesadores y otros elementos que permiten capturar datos de diagnóstico). “Este proveerá de la información suficiente de la válvula para saber su actual posición, tiempo de operación, rango de trabajo, etc. Esta información, que en algunos posicionadores es abierta, hoy es accesible vía protocolos de comunicación estándar de mercado, como Fieldbus Foundation, Profibus, HART e incluso Wireless HART”, explica Massri. “Hoy podemos indicar, por ejemplo, si una válvula no está cumpliendo con la hermeticidad con que en un inicio se instaló. Con ello detectamos fugas y pérdidas innecesarias que finalmente se traducen en daños para el proceso, medioambiente o simplemente una pérdida de dinero para el cliente”.

A esta lista, Gálvez añade tecnologías como Bluetooth (y otras inalámbricas) y respaldos solares. “Todo esto, con el fin de obtener información certera”, acota.

Según Vergara, es importante señalar que “si bien es cierto este monitoreo capta la información de cada válvula a través del protocolo de comunicación, dicha información sin un análisis e interpretación especializada de los datos recogidos no permitirá un diagnóstico efectivo”.

En este aspecto, cada vez más válvulas cuentan con la tecnología necesaria para ofrecer un funcionamiento sin sobresaltos. Esto, sumado a una asesoría experta en el proceso de dimensionamiento y selección, resultará en una elección que le permitirá operar sin problemas por muchos años.

Junio 2014
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Comentarios acerca de este artículo
william salgado sierra trabajador independiente (21/09/2014)
buenas tardes, señores revista electroindustria, para el sector electrico es muy importante contar con un blog de notas como solo ustedes saben desarrollar, tomando temas que puedadn ayudar al servicio tecnico, por medio de la presente es para pedirles un favor donde puedo conseguir un archivo o libro que hable valvulas de control con ejemplo
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