¿Cómo elegir entre válvulas actuadas y válvulas de control?

Seleccionar la válvula adecuada para la producción industrial es fundamental para lograr un rendimiento y una eficacia óptimos del sistema. Actuadas y válvulas de control son dos válvulas muy utilizadas en diversas industrias. Comprender las diferencias entre los distintos tipos de válvulas y cómo seleccionar la mejor para una aplicación determinada es fundamental para proporcionar un control preciso del caudal y cumplir los requisitos del proceso. En esta entrada del blog, examinaremos las diferencias entre accionado y las válvulas de control, y ofrecerá consejos para elegir la válvula que mejor se adapte a sus necesidades específicas. Al final, comprenderá mejor los aspectos a tener en cuenta a la hora de decidir entre válvulas actuadas y válvulas de control, lo que le permitirá tomar decisiones con conocimiento de causa y optimizar sus operaciones industriales.

Ⅰ. Válvulas accionadas

Definición y funcionalidad de las válvulas accionadas:

Las válvulas accionadas son aquellas que incluyen un actuador, que es un dispositivo mecánico que controla la válvula. El actuador puede funcionar por medios eléctricos, neumáticos o hidráulicos. Las válvulas actuadas utilizan la energía o la presión del fluido de proceso para accionar y regular la posición de la válvula. Estas válvulas de accionamiento automático no necesitan señales de control externas ni fuentes de energía.

Principales características y componentes de las válvulas accionadas:

• Actuador: El actuador es el componente central de una válvula accionada. Convierte la energía de una fuente de alimentación en movimiento mecánico para abrir, cerrar o modular la válvula.
• Cuerpo de la válvula: El cuerpo de la válvula proporciona el paso para el flujo de fluido y aloja los componentes internos de la válvula.
• Embellecedor: El trim consiste en el disco, el asiento y otros elementos de control de flujo que regulan el flujo de fluido a través de la válvula.
• Vástago: El vástago conecta el actuador al embellecedor de la válvula y transfiere el movimiento y la fuerza del actuador para controlar la posición de la válvula.

Ventajas y desventajas de las válvulas accionadas:

Ventajas:

• Autoaccionadas: Las válvulas accionadas no requieren señales de control externas ni fuentes de alimentación, lo que las hace adecuadas para aplicaciones con recursos limitados o no disponibles.
• Diseño sencillo: Las válvulas accionadas suelen ser más sencillas que las válvulas de control, lo que se traduce en menores requisitos de mantenimiento y costes reducidos.
• Adecuadas para ubicaciones remotas: Las válvulas accionadas son ideales para ubicaciones remotas o de difícil acceso en las que el tendido de señales de control o líneas eléctricas puede resultar poco práctico.

Desventajas:

• Capacidades de control limitadas: Las válvulas actuadas ofrecen estrategias de control limitadas en comparación con las válvulas de control, lo que limita la precisión y sofisticación del control del caudal.
• Menor precisión: Las válvulas actuadas pueden tener menor precisión en el mantenimiento de puntos de consigna precisos que las válvulas de control.
• Menor flexibilidad: Las válvulas accionadas no son fácilmente ajustables o adaptables a los cambios en las condiciones del proceso o los requisitos de control.

Aplicaciones e industrias típicas que se benefician de las válvulas actuadas:

• Producción y refinado de petróleo y gas
• Fabricación de productos químicos
• Tratamiento del agua y de las aguas residuales
• Generación de energía
• Minería y tratamiento de minerales
• Industria papelera
• Procesado de alimentos y bebidas
• Sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado

Válvulas de control

Las válvulas de control utilizan señales externas para ajustar con precisión el caudal, la presión o la temperatura del fluido. Mantienen los puntos de consigna deseados proporcionando un control continuo y preciso de las variables del proceso. Las válvulas de control constan de tres partes: un cuerpo de válvula, un elemento móvil, como un obturador o una bola, y un actuador que responde a las señales de control de un sistema de control central. El actuador posiciona la válvula para obtener el caudal o las condiciones de proceso requeridos.

Principales características y componentes de las válvulas de control:

• Cuerpo de la válvula: El cuerpo de la válvula proporciona el paso para el flujo de fluido y contiene los componentes internos.
• Embellecedor: El trim incluye el asiento, obturador o bola de la válvula, que determina las características del flujo y regula el caudal del fluido.
• Actuador: El actuador recibe señales de control de un sistema de control central y ajusta la posición de la válvula en consecuencia.
• Posicionador: En algunos casos, las válvulas de control pueden incluir un posicionador que mejora aún más la precisión y la respuesta de la válvula al proporcionar un control preciso del actuador.

Ventajas:

• Control preciso: Las válvulas de control ofrecen un control preciso del caudal, la presión o la temperatura, lo que permite ajustar con exactitud las variables del proceso para cumplir los valores de consigna.
• Estrategias de control avanzadas: Las válvulas de control pueden integrarse en sistemas de control complejos, como lazos de control PID, lo que permite sofisticadas estrategias de control para un rendimiento óptimo del proceso.
• Flexibilidad y adaptabilidad: Las válvulas de control pueden ajustarse, afinarse y calibrarse para adaptarse a las condiciones del proceso y a los cambios en los requisitos de control.

Desventajas:

• Complejidad: Válvulas de control tienen un diseño más intrincado que las válvulas accionadas, lo que puede suponer mayores costes de mantenimiento e instalación.
• Dependencias de control externo: Las válvulas de control dependen de señales de control externas procedentes de un sistema de control central, lo que las hace dependientes de la disponibilidad y fiabilidad de la infraestructura de control.
• Requisitos energéticos: Las válvulas de control suelen requerir fuentes de alimentación externas para accionar los actuadores, lo que puede aumentar el consumo de energía.

Aplicaciones e industrias típicas que se benefician de las válvulas de control:

§ Procesos petroquímicos y de refinado

§ Industria farmacéutica y biotecnológica

§ Centrales eléctricas

§ Plantas de tratamiento de agua y aguas residuales

§ Sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado y automatización de edificios

§ Procesado de alimentos y bebidas

§ Industria papelera

§ Tratamiento químico

III. Diferencias entre válvulas accionadas y válvulas de control:

A. Principios de funcionamiento y mecanismos de control:

La energía o presión del fluido de proceso controla las válvulas actuadas. El actuador de una válvula actuada responde directamente a los cambios en la presión del fluido, lo que permite el autocontrol y el control de posición. Las válvulas de control, en cambio, dependen de señales de control externas procedentes de un sistema de control central. El sistema de control modifica el actuador, colocando la válvula para lograr un control exacto del caudal, la presión o la temperatura.

B. Requisitos energéticos y fuentes de energía:

 Las válvulas actuadas funcionan utilizando la energía del fluido del proceso y no necesitan fuentes de energía externas. Suelen ser autoalimentadas y accionadas. Las válvulas de control, en cambio, suelen necesitar fuentes de energía externas para accionar los actuadores, como electricidad o aire comprimido. Estas fuentes de energía suministran la energía necesaria para posicionar con precisión la válvula en función de las señales de control.

C. Nivel de automatización y señales de control externas:

Las válvulas actuadas suelen estar menos automatizadas que las válvulas de control. Funcionan sin señales de control externas ni complicados sistemas de control. Las válvulas actuadas son adecuadas para aplicaciones que requieren un mecanismo de control más sencillo o cuando las señales de control externas son limitadas. En cambio, las válvulas de control se utilizan mucho en sistemas automatizados que exigen un control preciso y la integración con sistemas de control centrales. Pueden utilizar técnicas de control avanzadas, como el control PID, y responder a señales de control externas.

D. Exactitud y precisión en la regulación del caudal:

Las válvulas de control proporcionan más exactitud y precisión en la regulación del caudal que las válvulas actuadas. Las válvulas de control permiten un ajuste exacto de la posición de la válvula en función de las señales de control, lo que permite ajustar con precisión los caudales o las variables del proceso para que coincidan con los valores de consigna deseados. Aunque las válvulas actuadas pueden controlar el caudal hasta cierto punto, pueden alcanzar un nivel de exactitud y precisión diferente al de las válvulas de control.

Ⅳ.Selección de la válvula ideal para aplicaciones específicas:

 A.Criterios de decisión para válvulas actuadas:

• Características del fluido: Tenga en cuenta las propiedades del fluido que se va a controlar, como la viscosidad, la corrosividad y la temperatura. Asegúrese de que los materiales utilizados en la válvula actuada pueden soportar las propiedades del fluido sin degradarse ni dañarse.
• Requisitos de caudal: Evalúe el caudal deseado, la caída de presión y el rango de control de caudal necesarios para la aplicación. Las válvulas actuadas pueden tener limitaciones a la hora de conseguir caudales elevados o un control preciso en un rango amplio.
• Objetivos de control: Evaluar el nivel de control necesario para la aplicación. Las válvulas accionadas ofrecen mecanismos de control más sencillos y son adecuadas para aplicaciones con un control esencial suficiente.
• Disponibilidad de energía: Determine la disponibilidad de fuentes de alimentación externas. Las válvulas actuadas se accionan solas y no necesitan alimentación externa, por lo que son adecuadas para ubicaciones remotas o con limitaciones de energía.
• Mantenimiento y fiabilidad: Tenga en cuenta los requisitos de mantenimiento y la fiabilidad de la válvula accionada. Un diseño simplificado y un menor número de componentes en las válvulas actuadas pueden reducir las necesidades de mantenimiento.
• Consideraciones sobre los costes: Evalúe los costes iniciales de instalación y funcionamiento asociados a las válvulas actuadas. Suelen tener un diseño más sencillo, lo que reduce los costes en comparación con las válvulas de control.

• B.Criterios de decisión para las válvulas de control:

• Precisión del control: Evalúe la precisión y exactitud necesarias para controlar el caudal, la presión o la temperatura. Las válvulas de control ofrecen un control más fino y son adecuadas para aplicaciones que exigen una gran precisión de control.
• Integración del sistema de control: Determine el nivel de integración con un sistema de control central. Las válvulas de control pueden integrarse perfectamente en sistemas de control complejos, permitiendo estrategias de control avanzadas como el control PID.
• Tiempo de respuesta: Evalúe el tiempo de respuesta deseado para la aplicación. Las válvulas de control suelen responder más rápido, lo que permite realizar ajustes más rápidos para cambiar las condiciones del proceso.
• Gama de control: Considere el rango de control necesario para la aplicación. Las válvulas de control pueden ofrecer una amplia gama de opciones de control, lo que permite un ajuste preciso de las variables del proceso en un amplio espectro.
• Eficiencia energética: Evalúe los requisitos energéticos de las válvulas de control, incluida la fuente de energía necesaria para accionar los actuadores. Considere el consumo energético y la eficiencia del sistema de válvulas de control.
• Mantenimiento y fiabilidad: Evalúe las necesidades de mantenimiento y la fiabilidad de las válvulas de control. Su diseño más complejo puede requerir un mantenimiento adicional, pero a menudo proporciona un rendimiento y una fiabilidad sólidos.