curso valvulas

12. VALVULAS DE CONTROL
12.1. INTRODUCCION
Los componentes de un lazo de control por retroalimentación son además
del proceso, el sensor/transmisor de la variable de proceso, el controlador y
el elemento de control final. Este último es un dispositivo construido para
que ejecute la acción ordenada por el controlador y, según algunas
características del proceso como el estado de losmateriales que se manejan,
se utilizan diferentes mecanismos como un motor eléctrico o una válvula
automática de control. A continuación se describe la dinámica de una
válvula de control, las consideraciones usuales y las características que la
especifican

12.2 DESCRIPCION DE UNA VALVULA DE CONTROL
La Figura 12.1 muestra un esquema simplificado de una válvula de control
neumática donde se apreciaque es un mecanismo formado, esencialmente, de un
bloque de masa W en lb, un resorte de constante de elasticidad de Hooke, K en
lbf/pie, y un mecanismo de amortiguación viscoso desarrollado entre la masa que
se mueve y el fluido que atraviesa la válvula.

Figura 12.1. Válvula de control neumática
Esquemáticamente, una válvula de control se describe como un mecanismo
compuesto de dos partesdenominadas, el actuador y el cuerpo de la válvula. El

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actuador es la parte superior o carcasa que encierra al diafragma y el resorte
adjunto, con el diafragma conectado al vástago. El cuerpo de la válvula o asiento
es el bloque a través del cual se mueve el líquido desde la entrada hasta la salida
con un flujo que depende del tamaño de la abertura permitido por el vástago y suplomada.
Se deduce de la Figura 12.1, que cuando se produce un cambio en la presión
sobre el área diafragmática, el vástago se desliza junto con la plomada
ensamblada en su extremo y se efectúa un cambio en el tamaño de la abertura a
través de la cual se permite el paso de un fluido desde la entrada hasta la salida
de la válvula. Es decir, la magnitud del flujo del fluido a través de la válvuladepende de la fracción de la abertura total disponible.

12.3 Acción de una Válvula de Control (Posición de Falla)
Al especificar una válvula de control, la primera pregunta que debe hacerse el
ingeniero es ¿Qué debe hacerse con la válvula si falla la energía?. Esta pregunta
se relaciona con la Posición de Falla o con la Acción de la Válvula. La principal
consideración al responder estapregunta es, o debería ser, la seguridad. Es decir,
decidir si ante una falla de energía la posición más segura de la válvula es que se
coloque en una situación completamente cerrada o completamente abierta.
Cuando la posición más segura de la válvula es la completamente cerrada, el
ingeniero debe especificar una válvula de Falla Cerrada (Fail-Closed, FC). En
este tipo de válvula, el mecanismorequiere que se le suministre energía para que
abra, razón por la cual también se le llama Válvula de Aire para Abrir (Air-toOpen, AO). La Figura 12.2a muestra un esquema de una válvula de falla cerrada

(a)

(b)

Figura 12.2. Válvulas de (a) Falla Cerrada y (b) Falla Abierta

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La Figura 12.2b muestra una válvula de Falla Abierta (Fail-Open, FO), es decir,
para cuando lo mas seguroes que la válvula, ante una falla energética, se
encuentre completamente abierta. En este tipo de válvula, el mecanismo requiere
que se le suministre energía para que cierre, razón por la cual también se le llama
Válvula de Aire para Cerrar (Air-to-close, AC)

12.4 Capacidad de una Válvula de Control
El tamaño de una válvula de control se especifica por la capacidad del flujo de
fluido quepermite a través de la abertura del asiento en el cuerpo de la válvula.
Como quiera que una válvula de control es, simplemente, un orificio con área de
flujo variable, los principios básicos que regulan el flujo a través de un orificio
facilitan las fórmulas para calcular el flujo de fluido a través de una válvula de
control. Estas ecuaciones han sido deducidas según que el fluido se...