Conceptos Fundamentales de Válvulas de Control

Revista InTech Automatización
Octubre – Diciembre 2002


El 40% de la variabilidad de los procesos se debe a un pobre rendimiento de las válvulas de control. El ruido generado por las válvulas no sólo produce daños por erosión sino contaminación ambiental. Las emisiones contaminantes son un imperativo ecológico. La inteligencia de las válvulas reside en el posicionado.


Hay múltiples causas que producen variabilidad en los procesos. Entre estas se encuentran un mal diseño en el sistema de control. instrumentos fuera de entonamiento. falta de mantenimiento de los dispositivos del sistema. etc.

Sin embargo, algunos estudios recientes. los investigadores han encontrado que alrededor del 40% de la variabilidad en los procesos se debe a un pobre rendimiento de las válvulas de control.
Las válvulas de control son el elemento final típico de un lazo de control.

A pesar de no existir todavía una definición universalmente aceptada de lo que constituye una válvula de control, hay criterios generalmente convencidos para diferenciales de otros dispositivos. Por ejemplo, una válvula de control debe ser capaz de realizar funciones de abrir. cerrar y modular. Hay otros aiterias para diferenciarlas. por ejemplo, son válvulas de control cuando la señal que las manipula proviene de un controlador. sea este manual o automático.

Las válvulas de control tienen la función de manipular la energía. ya sea que la alimenten a un proceso desde alguna fuente externa. la disipen de algún proceso existente, o la distribuyan entre las diferentes unidades de proceso de la planta. Esta energía se canaliza a través de la válvula mediante fluidos en cualquiera de sus estados: líquidos, vapores y gases. En estos tiempos en que las fuentes de engranes son escasas y caras.

Las válvulas de control desempeñan un papel muy importante en la administración de la misma. Por tal motivo, los principales criterios para seleccionar una válvula respecto a otra son el rendimiento en la manipulación del proceso en función de su vida útil. Se estima que de dos mil fabricantes de válvulas tan solo os Estados Unidos.

Una Gran Familia

Las válvulas de control, del tipo de vástago deslizante, son las de uso más amplio en aplicaciones de proceso. De estas la de “globo” llamadas así por la forma del tapón que cierra el paso del fluido a través de la misma. son las más populares. Hay dos variantes: de asiento sencillo y doble. Esta última se diseñó para compensar o balancear el efecto de la presión del fluido sobre el tapón.

Esto se debe a que el fluido que circula en la parte superior del cuerpo, empuja el tapón hacia abajo y el que circula en la parte inferior lo empuja hacia arriba. Ambas presiones se compensan y se disminuye el esfuerzo que la válvula tiene que hacer para desplazarse. Sin embargo, a pesar de esta ventaja aparente, casi se ha descontinuado el uso del asiento doble por la dificultad de alinearlos para que el mecanismo de cierre obture a ambos al mismo tiempo.

Otro tipo de válvula muy popular, de tipo rotatorio, es la de “bola”, llamada así porque su obturador tiene forma de una esfera y gira hacia un lado y otro para permitir o estrangular el paso del fluido. En el centro de la esfera tiene un orificio que permite el paso del fluido. A su vez, la esfera está empotrada en el cuerpo de la válvula. Aunque hay diversas variantes, la más común es aquella que abre o cierra mediante un giro de 90 grados del obturador.

La diferencia más importante entre este tipo y el descrito anteriormente es que el cierre en estas últimas es casi hermético. Entre las válvulas de control más antiguas (introducidas alrededor de 19201 que aún tienen un uso extendido podemos ubicar a las de tipo mariposa. Aunque su diseño inicial estaba orientado hacia aplicaciones de baja presión, como las que son características en algunos procesos de tratamientos de agua, actualmente se pueden emplear en aplicaciones de alta presión, e inclusive, con líquidos altamente corrosivos.

Su construcción es sencilla, ya que sólo consiste en una pieza en forma de disco o ala de mariposa que gira 90 grados para abrir o cerrar el paso del fluido. Como los otros tipos de válvula, también se le puede acoplar un actuador para modular la apertura de la misma.

En algunas aplicaciones, donde los fluidos llevan una gran cantidad de partículas en suspensión, como es el caso de algunos procesos en la industria minera y química, se requiere que la válvula no presente una alta restricción al paso porque se producen obstrucciones y taponamientos.

En estos casos las válvulas de pellizco y las Saunders pueden ser una opción atractiva para los ingenieros de proceso. Las primeras, llamadas así porque la apertura o cierre se produce mediante la acción de un mecanismo que estrangula o libera el paso del fluido a través de un conducto o tubo elaborado con un el astómero flexible, de alta resistencia mecánica y térmica.

En algunos casos el conducto no es un tubo sino dos diafragmas que se acercan o alejan por efecto del mecanismo de estrangulamiento. Aunque al principio, la mayoría de las aplicaciones de este tipo de dispositivos se orientaba a la industria minera, en la actualidad, gracias a la fabricación de elastómeros de mayor calidad y menor precio, su uso se ha extendido hacia la industria química, sobre todo en aplicaciones en donde se utilizan fluidos corrosivos o tóxicos.

Finalmente, el último tipo que mencionaremos en esta ocasión son las válvulas Saunders. Por su diseño, estas se pueden considerar como válvulas de medio pellizco, porque sólo un lado del conducto de paso del fluido es un diafragma mientras que el otro es una superficie sólida. Un mecanismo apropiado ejerce presión sobre el diafragma para que este descanse sobre la superficie sólida y restringa el paso del fluido.

El Interior de la Válvula

La parte más importante y crítica de las válvulas se encuentran en el interior del cuerpo. Se le denomina guarnición o trim y está constituido por todas las partes que están en contacto con el fluido del proceso. Por ejemplo, en una válvula de globo, el tapón, el asiento sobre el que descansa el tapón para obstruir el paso el fluido, el vástago y las guías, entre otros, son las partes que lo constituyen.

En el caso de una de tipo rotatorio, las partes que lo componen son la pieza que restringe el paso del fluido, el asiento, el vástago, la boquilla o buje, por mencionar algunos. El trim, además de abrir, cerrar y modular el flujo que circula a través de la válvula, también se diseña para ofrecer una cierta relación entre el grado de apertura de la válvula y la capacidad del paso de flujo a través de la misma (caracterización de la válvula.

Adicionalmente, se diseña también para compensar las fuerzas indeseables que la presión del fluido del proceso ejerce sobre las partes internas de la válvula. Otro criterio que se toma en cuenta para el diseño es evitar la presencia de fenómenos que acorten el ciclo de vida del dispositivo, por ejemplo, la cavitación, el flashing y la corrosión.

Uno de los principales factores que afectan adversamente el rendimiento de una válvula es la erosión que se produce en el obturador y el asiento de la válvula debido a I fenómeno de cavitación. Es un proceso que se desarrolla en dos fases. Primero, la restricción que representa la válvula produce una caída de presión aguas abajo que se agudiza en las inmediaciones del punto conocido como vena contracta.

En dicho punto, la presión disminuye a un valor tal que parte del líquido se convierte en vapor, formándose burbujas. Cuando parte del líquido se vaporiza, la densidad cambia y consecuentemente, la recuperación de la presión aguas abajo se reduce.

Este comportamiento agudiza la formación de burbujas porque la baja presión permanece durante un mayor trayecto después de la vena contracta. Por tal motivo, se produce un crecimiento explosivo de las burbujas formadas en esta fase. Segundo, la presión se recupera conforme el fluido se aleja de la vena contracta,  Las burbujas se abaten o colapsan al restaurarse el umbral de evaporación.

Al colapsarse las burbujas, la energía producida por la imposición se concentra en un sólo punto, lo que genera entonces una altísima presión concentrada en una superficie muy pequeña.

Sin importar la dureza del material metálico con que esté construido el tapón, la energía disipada es capaz de diñarlo irreversible mente, acortando sustancialmente su ciclo de vida.

Hay una relación estrecha entre este fenómeno y la generación de ruido: entre mayor sea la cavitación, más intenso es el ruido generado por la válvula. Hay algunos fabricantes que incluyen en sus especificaciones un índice de cavitacion para ciertas aplicaciones críticas.

Un documento que puede ayudar a los ingenieros a evaluar el efecto de este fenómeno es el reporte técnico ISARP75.23-1995 “Consideraciones para Evaluar la Cavitación en Válvulas de Control”. El flashing se presenta cuando alguna cantidad del fluido que circula en la válvula se convierte en vapor.

Esto último se debe a que la alta velocidad del fluido produce una severa disminución de la presión en la vena contracta y forza al fluido a cambiar a su estado de vapor. Esta mezcla de líquido y vapor produce una liberación de energía que erosiona el asiento y el tapón de la válvula.

Válvulas de Control

La válvula de control l se diseña para una operación modulante continua, por lo que el cierre hermético, característico de otro tipo de válvulas, no es un rasgo muy significativo. Sin embargo, el diseño del tapón, en el caso de las válvulas de vástago deslizante (globo); el obturador, en el caso de las de tipo mariposa, así como el perfil del asiento sobre el que se aplica la restricción, es de gran importancia.

Esto no es otra cosa que una consecuencia de la primera ley de la termodinámica sobre la conservación de la energía, esto es, el fluido incrementa su velocidad y disminuye su presión al pasar por la restricción que representa la válvula, de tal manera que la presión diferencial entre la entrada de la válvula y la salida aumenta conforme aumenta la velocidad del fluido. Podemos considerar que la restricción de la válvula tiene un efecto parecido al de una resistencia en un circuito eléctrico.

Emisiones Fugitivas. un Imperativo Ecológico

La cantidad de veces que el vástago tiene que desplazarse para modular la posición de la válvula es enorme. Por este motivo, hay un elemento crítico, que muchas veces no se le da la importancia debida: el sistema de empaque.

Es un componente mecánico que se construye con materia les resistentes, flexibles y de bajo índice de fricción que se introduce entre el vástago y el cuerpo de la válvula para sellarla y evitar que se produzcan emisiones contaminantes del fluido del proceso.

Los materiales más comunes son el grafito y el teflón, así como algunos otros materiales propietarios de algunos fabricantes de válvulas. En aplicaciones de fluidos de alta presión y temperatura, como es el caso del vapor sobrecalentado, el diseño del empaque debe ser lo suficientemente recio y flexible para soportar estos regímenes tan severos.

La tecnología de empaquetamiento de las válvulas permaneció sin cambios por muchos años hasta que, a finales de la década de los 80s, el entorno cambió abruptamente. Primero, la mayoría de los gobiernos industrializados se comprometieron en una lucha contra la contaminación atmosférica. Se detectó que las fugas del fluido del proceso en las válvulas de control eran una fuente muy importante de contaminantes.

Por tal motivo, se reglamentó severamente las emisiones fugitivas contaminantes que se producen en estos dispositivos Luego, las plantas generadoras de energía incrementaron la presión del vapor que se utiliza para accionar las turbinas y demandaron un nuevo tipo de válvula capaz de resistir un régimen de trabajo severo.

El criterio para diseñar, construir y evaluar el material para empacar el vástago es un compromiso entre fricción y sello. En otras palabras, si queremos asegurarnos que no se produzcan emisiones contaminantes a través de vástago, tenemos que utilizar una mayor cantidad de material de empaque y debemos ejercer mayor presión sobre el mismo para que la deformación sea mayor y elimine cualquier resquicio entre el vástago y la válvula.

Sin embargo, al utilizar un exceso de material de empaque y presión, se incrementa la fricción. Consecuentemente, el rendimiento de la válvula disminuye porque la fricción excesiva frena el desplazamiento del vástago. No sólo la cantidad del empaque utilizado causa la fricción sino también el tipo de material empleado en el mismo.

La manera tradicional de ajustar la presión y grado de sello es mediante una boquilla roscada. Al girar la boquilla hace contacto con el material de empaque, lo oprime y deforma para rellenar cualquier espacio entre el vástago y el cuerpo de la válvula. Recientemente se están popularizando los sistemas de empacado de presión flotante, esto es, el ajuste de presión sobre el empaque no proviene del enroscado de una tuerca sino de un resorte ajustable.

Este arreglo permite que, “medida que el material de empaque se degrada, la acción del resorte reajuste la presión sobre el mismo para mantener el sello. Al mismo tiempo, se ha re diseñado el perfil de la boquilla o casquillo para evitar que el material de empaque se derrame fuera de su compartimiento

Aunque se han desarrollado válvulas de control diseñadas para operar en condiciones severas de temperatura y presión, el material de empaque no ha tenido un desarrollo similar y a veces no se cumplen los límites de emisiones contaminantes establecidas por las agencias gubernamentales. Por ejemplo, en algunas aplicaciones severas, la única manera de cumplir con estas normas es mediante el cambio semanal del material de empaque.

En casos extremos, el cambio tiene que ser diario. Algunas compañías que son líderes en la fabricación de válvulas de control, como es el caso de Emerson E Process Management, en su división de Válvulas Fisher, han invertido enormes cantidades de dinero para mejorar el diseño y los materiales de empaquetamiento de las válvulas. Los resultados de estas investigaciones ayudaron a desarrollar los sistemas de empacado High-Seal y Enviro-seal.

El primero se utiliza para mantener las concentraciones de emisiones fugitivas a menos de 500 ppm. El segundo, se utiliza en aplicaciones de alta temperatura como las que se encuentran en aplicaciones de vapor sobrecalentado para plantas de generación de energía eléctrica.

Por su lado, Masoneilan ofrece los sistemas de empaque de bajas emisiones LE, LE II Y EF. El material base es un perfluoroelastómero (PFE) con anillos de teflón rellenados con fibra de carbón. El PFE es Kalrez de DuPont, resistente a altas temperaturas y a ataques químicos. Para que las válvulas abran, cierren y modulen, se necesita un elemento que provea la fuerza y el movimiento para desplazar el vástago: el actuador.

Este dispositivo está constituido por un conjunto de diafragma y resorte que se acopla al vástago de la válvula, y mediante la alimentación de presión de aire desplaza el vástago hacia arriba y hacia abajo para abrir o cerrar la válvula. La presión de aire para accionar el diafragma se ha normalizado en el rango de 3 a 15 libras por pulgada cuadrada (psi), en donde 3 psi corresponden a un 0% de apertura, 9 psi al 50%, y 15 psi al 1 00%, o viceversa, si la válvula es de acción inversa.

Actualmente, con la gran cantidad de instrumentación electrónica basada en la norma de señal de 4 a 20 miliamperes, se ha popularizado el uso de transductores electroneumáticos, dispositivos electromecánicos que convierten una señal de corriente eléctrica (4-20 mAl a una neumática (3 -15 psi).

De esta manera, la señal de los instrumentos electrónicos se puede aplicar a los diafragmas de las válvu las. Aunque su uso no está aún muy extendido, existen actuadores que no operan con diafragmas y presión de aire sino con dispositivos eléctricos, electrónicos y digitales.

Capacidad y Dimensionamiento

Para dimensionar apropiadamente una válvula se necesita utiliza r la información que proveen los fabricantes de estos dispositivos. Por lo general, ellos incluyen en las especificaciones el valor del coeficiente de capacidad de la válvula (Cv). Este coeficiente se define como los galones de agua por minuto a 60 0 Fahrenheit que fluyen a través de una válvula totalmente abierta cuando se le aplica una presión diferencial de 1 psi (libra por pulgada cuadrada).

Este factor se puede calcular auxiliándose de las publicaciones ISA SP75.01, “Ecuaciones para dimensiona r válvulas de control” y la SP75.02, “Procedimiento de prueba para dimensionar válvulas de control”. El ingeniero calcula el Cv con los factores de corrección apropiados según las condiciones particulares de su proceso. Luego, utilizando las tablas provistas por el fabricante escoge el dispositivo apropiado. El proceso de cálculo se puede facilitar mediante el uso de la forma ISA S20.50.

La caída de presión a través de válvula es el valor más importante que se considera para dimensionar apropiadamente una válvula. Actualmente, los principales fabricantes proveen gratuitamente aplicaciones de software que facilitan el proceso de dimensionar las válvulas tomando como base sus productos.

Tal es el caso de Emersons Process Management, que en su página web (www.emersonprocess.com) ofrece el Firstvue Valve Sizing Program. También hay productos comerciales de software que facilitan esta función, por ejemplo, PowerSpec™, de Powers Regulator Company (www.powerscontrols.com). Uno de los principales problemas que se presentan cuando una válvula no está dimensionada apropiadamente es el del flujo estrangulado (chokedflow).

Es la condición cuando el flujo a través de la válvula alcanza un punto de saturación en el que ya no aumenta a pesar de que la presión diferencial se incremente. Esto se debe a que el vapor y líquido en la vena contracta reducen la densidad de la mezcla, el flujo másico disminuye, y se produce un efecto de estrangulamiento del orificio de la válvula. En estos casos, la operación de la válvula está por debajo de las demandas del proceso y se debe redimensionar con un valor apropiado de Cv.

Caracterización y Flujo

La relación entre el Cv de la válvula y su grado de apertura es intrínseco a las características de diseño. Es la relación entre la señal recibida en la válvula desde el controlador y el paso de fluido a través de ella. En otras palabras, es la relación entre el grado de apertura de la válvula y la cantidad de fluido que circula a través de ella. Esta relación se denomina como la característica de flujo de la válvula.

En general, todas las válvulas se circunscriben a tres modalidades de caracterización: lineal, apertura rápida y de igual porcentaje En la primera, el flujo a través de la válvula es proporcional al grado de apertura de la misma. Esta relación se puede representar gráficamente por una línea recta. En la segunda, al principio, la válvula abre rápidamente para establecer un flujo significativo aún con un pequeño movimiento del vástago. Finalmente, en el último caso, se consideran aquellas en que el paso del flujo se incrementa exponencial mente según se abre la válvula.

El criterio para utilizar válvulas con una u otra característica depende de las cualidades inherentes al proceso que se pretende controlar. En general, la caracterización de la válvula se logra mediante la modificación de la forma del trim de la válvula.

En operación normal, casi todas las válvulas de control tienen acoplado un posicionador. Este es un dispositivo que asegura que la válvula mantenga la posición específica que ordena el controlador. Por ejemplo, si el controlador envía una señal de apertura que corresponde a150% (9 psi ó 12 mAl. la válvula se posiciona mecánicamente al 50% de su carrera, no importando el efecto que la presión del proceso ejerce sobre el tapón de la válvula. Si no tuviera este dispositivo, la presión del proceso sobre el tapón podría empujar a la válvula a una posición mayor que 50%. El posicionador siempre “sabe” la posición de la válvula porque se acopla al vástago de la válvula mediante una varilla.

Actualmente, casi todos los posicionadores son del tipo electro neumático, esto es, reciben una señal de 4-20 mA y aplican al actuador de la válvula una señal de 3 a 15 psi. Por cierto, la relación de presión de aire en el diafragma de la válvula respecto a la posición mecánica o apertura de la misma se le denomina “firma de la válvula”. Este es un índice muy importante cuando se reemplaza una válvula por otra, ya que nos permite copiar esta firma a la nueva válvula para que el lazo de control no cambie sus características.

La norma ISA 75,13-1996 “Métodos para Evaluar el rendimiento de Posicionadores con Entradas Analógicas y Salidas Neumáticas” nos ayuda a comparar de manera independiente el desempeño de posicionadores de diferentes proveedores. Los posicionado res juegan un rol importante en la caracterización de las válvulas. Por ejemplo, cuando no se tiene una válvula con las características de apertura que demanda el proceso, se puede emplear el posicionado para modificarla. Este proceso se logra mediante el procesamiento de la señal que proviene del controlador.

Para llevarlo a cabo, se tiene que modificar el sistema de retroalimentación dentro del posicionador. Los fabricantes de estos dispositivos proveen un juego de levas cuya forma está perfilada para producir diversas caracterizaciones. De esta manera, una válvula con caracterización lineal se comporta como de apertura rápida o de igual porcentaje.

El ruido, un Dolor de Cabeza

Las válvulas son una de las fuentes importantes de ruido en las plantas industriales. Por tal motivo, es conveniente entender la mecánica del ruido y la manera como se puede disminuir en una aplicación particular. El oído humano es capaz de percibir sonidos en el rango de 20 Hz a 20,000 Hz .

Las unidades típicas que utilizamos para establecer el nivel del ruido son los decibeles (dB). Estos son la décima parte del Bel (N(dB) = 10 x log(P1/P2)). Este último se define como “el logaritmo de la relación de dos niveles de potencia de señal”. Siempre se necesita tener dos medidas del nivel de potencia para poder calcular el dB y, por lo mismo, no son una unidad absoluta de medición como el metro o kilogramo, sino una unidad relativa, útil para comparar un nivel de señal con otro.

En el caso específico de los dB utilizados para medir el ruido, uno de estos niveles de potencia se escogió arbitrariamente (0.2 nanoBars) y el otro en función de la energía liberada por la fuente del ruido.

Es así que se han establecido mediciones del ruido producido por algunas fuentes típicas, por ejemplo, el nivel del so nido de una sirena de alarma en una planta es del orden de 140 decibeles (dB), de 120 dB en las cercanías de un motor de jet, una conversación típica en una oficina es de 65 dB, en el interior del hogar de una familia típica es de 45 db (siempre que no haya hijos adolescentes), y O dB es el umbral en que el oído humano no detecta ruido.

Estudios recientes han encontrado que la sensibilidad del oído humano a los ruidos está en función del nivel de la energía sónica, pero también en la frecuencia de la señal, de tal manera que un nivel de ruido determinado se percibe diferente, dependiendo de la frecuencia en que se genera. Un nivel de ruido en la escala alta de frecuencia, cercana a los 20 Khz no se percibe con tanta intensidad como a 10Khz. Los experimentos de los científicos han encontrado que el oído humano es más sensible a los sonidos en una frecuencia de 1,000 Hz. El ruido que generan las válvulas de control se transmite en todas direcciones, sin embargo, sólo la porción radiada hacia el oído de un observador es la que tiene consecuencias.

El ruido generado en el fluido que pasa por la válvula produce reflexiones en el interior de la tubería que lo atenúan y luego, atraviesa la pared de la tubería para llegar a los oídos del observador. Las dependencia s de salud de los países más industrializados han establecido normas sobre el nivel del ruido al que un trabajador puede estar expuesto en el interior de las plantas, por tal motivo, es de extrema importancia disminuir las fuentes de ruido que rebasan los niveles de estas normas.

El ruido es consecuencia de la disipación de energía que se produce en la válvula. Las principales fuentes son la vibración mecánica, el ruido hidrodinámico y el ruido aerodinámico. El primero se debe a las fluctuaciones aleatorias de la presión en el interior de la válvula que hacen vibrar a las partes mecánicas flexibles. Es un ruido que se puede eliminar fácilmente mediante una mejoría en el diseño de la válvula. La segunda se debe principalmente al fenómeno de la cavitación, mencionado anteriormente.

El ruido producido da la impresión de que el fluido arrastra cascajo o piedrecillas. Hay válvulas que se Alrededor de 1995, la Comisión Electro técnica Internacional (lEC) liberó la norma internacional IEC-534-8-3 para calcular el nivel de ruido aerodinámico producido por las válvulas de control. Así, se evita que los usuarios tengan que adivinar cual proveedor de válvulas tiene el mejor método propietario para pronosticar la generación de ruido en un dispositivo en particular.

La norma es importante porque establece los criterios para comparar una válvula con otra bajo bases comunes, además, muchas compañías internacionales sólo compran dispositivos certificados bajo la misma. La norma se basa en una serie de ecuaciones derivadas de las teorías fundamental de la termodinámica y la acústica, que luego se validaron con la experimentación. Sin entrar en detalles sobre la complejidad de la norma, podemos enumerar los cinco pasos que se recomiendan para calcular el ruido generado por estos dispositivos.

Primero, se determina la energía mecánica que reside en la vena contracta; segundo, se utilizan factores de eficiencia acústica desarrollados empíricamente para determinar la cantidad de energía sónica que se genera aguas abajo de la válvula; tercero, una vez que se conoce la energía sónica en el fluido se puede utilizar la teoría convencional para convertir esta energía sónica en nivel de presión de sonido aguas abajo de la válvula; cuarto, se determina el nivel de presión de ruido que se transmite a través de las paredes de la tubería hacia el exterior, tomando en cuenta los factores de atenuación inherentes a las propiedades del fluido y de la tubería.

Finalmente, se utiliza la teoría acústica para determinar el nivel de presión de ruido que se transmite a un observador hipotético ubicado a un metro aguas abajo de la válvula y a un metro alejado de la pared exterior de la tubería. Otra fuente importante de información sobre el tema del ruido es la norma ISA-75.o7-1997 “Medición de Laboratorio del Ruido Aerodinámico Generado por las Válvulas de Control”, que define equipos, métodos y procedimientos para efectuar pruebas de laboratorio para medir el ruido radiado por fluidos en válvulas de control y en la tubería asociada.

Válvulas Inteligentes

Recientemente, la evolución de la tecnología digital en el campo del control de procesos y la nacionalización de redes de comunicaciones industriales (FF Fieldbus, Profibus, Hart, ControlNet, etc), ha impulsado el desarrollo de nuevos diseños de válvulas de control que se benefician plenamente de estos avances. En particular, nos referimos a las válvulas inteligentes. En realidad, la inteligencia de las válvulas reside en el posicionado. Es en este dispositivo, construido con circuitos electrónicos y microprocesadores donde se realiza toda la programación y procesamiento de señales.

Las válvulas equipadas con estos dispositivos tienen cualidades que mucho aprecian los ingenieros de la planta. Por ejemplo, se auto diagnostican para avisar que algún componente no se comporta apropiadamente, mide el número de viajes que realiza el vástago durante su vida útil, real iza funciones locales de control aplicando el algoritmo PID tradicional, tiene funciones de auto calibración y, finalmente, pero no por eso menos importante, se integran transparente mente a la red de información y control de la planta.

Esto último tiene mucha importancia porque facilita la utilización de aplicaciones de software para la administración de activos. As í, ninguna válvula de este tipo será sometida a un mantenimiento innecesario ya que almacena su récord de rendimiento particular para que el operador y el ingeniero de la planta accedan a esta información para tomar decisiones apropiadas.

El reporte técnico de ISA TP9 91SA 1120 “Los Posicionado res de Válvula de Control Digitales Inteligentes y de Fieldbus Reducen Costos y esfuerzo” es un documento que discute las ventajas técnicas y estratégicas de estos dispositivos. Para terminar, El 10 de enero del 2001 , ISA liberó la norma ANSI/I SA-75.25.o1-2ooo “Procedimiento de prueba para medir la respuesta de válvulas utilizando entradas escalonadas”, que indica la forma en la que se deben realizar las pruebas de desempeño de las válvulas de control para determinar su grado de eficiencia. Todas las normas y reportes técnicos de ISA .

Se agradece la colaboración del Ing. Alejandro Martínez – Gerente Técnico de Válvulas de Emerson Process Management por suministrarnos material de apoyo para complementar este artículo.

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