valvulas de solenoide

Junio 2003

Válvulas de Solenoide
Juan Pablo Carvallo, René Vargas
Departamento de Ingeniería Electrónica, Universidad Técnica Federico Santa María, Casilla 110-V, Valparaíso, Chile

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Resumen
Las válvulas de solenoide permiten un control on-off mediante variaciones de corrienteeléctrica en su bobina. Son utilizadas
ampliamente en control de flujo en sistemas neumáticos.
Palabras Clave - Campo Electromagnético, Válvula, Solenoide, Diferencia de Presión.

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1.

INTRODUCCION

En muchas aplicaciones es necesario controlar el paso
de algún tipo de flujo, desde corrienteeléctrica hasta gases o
líquidos. Esta tarea es realizada por válvulas. En particular,
las accionadas por solenoides permiten su implementación en
lugares de difícil acceso y facilitan la automatización del
proceso al ser accionadas eléctricamente.
¿Qué es una válvula de solenoide?
Este tipo de válvulas es controlada variando la
corriente que circula a través de un solenoide (conductorubicado alrededor de un émbolo, en forma de bobina). Esta
corriente, al circular por el solenoide, genera un campo
magnético que atrae un émbolo móvil. Por lo general estas
válvulas operan de forma completamente abierta o
completamente cerrada, aunque existen aplicaciones en las
que se controla el flujo en forma lineal.
Al finalizar el efecto del campo magnético, el émbolo
vuelve a su posiciónpor efecto de la gravedad, un resorte o
por presión del fluido a controlar.

Figura 1: Campo producido por una bobina.

Electroimanes
El solenoide, bajo el efecto de corriente circulante, se
comporta como un electroimán. Atrae materiales
ferromagnéticos, producto de la alineación de momentos
magnéticos atómicos. El campo magnético, creado al circular
corriente por el solenoide, actúasobre el émbolo móvil de
material magnético. Se produce una fuerza que ocasiona el
desplazamiento del émbolo permitiendo el cierre o apertura
de la válvula. En la Figura Nº1 se aprecia un esquema del
fenómeno. La bobina o solenoide genera un campo
magnético, de acuerdo a la Ley de Ampere:

r r
H ⋅ dl = iabrazada
∫

Este campo produce una fuerza sobre el émbolo o
núcleo móvil, tal como seaprecia en la Figura Nº2.
La acción de esta fuerza de origen magnético
constituye el principio de funcionamiento de toda válvula de
solenoide.

Figura 2: Movimiento del émbolo dentro de una bobina.
2.

CLASIFICACIÓN

Existen muchos tipos de válvulas de solenoide. Todas
ellas trabajan con el principio físico antes descrito, sin
embargo se pueden agrupar de acuerdo a su aplicación,construcción o forma:
Según su aplicación: Acción Directa u Operadas mediante
piloto.
Según su construcción: Normalmente abierta o Normalmente
cerrada.
Según su forma: De acuerdo al número de vías.
A continuación se profundizarán cada una de estas
categorías, detallando su funcionamiento y aplicación.

3.

VÁLVULAS
DIRECTA

DE

SOLENOIDE

DE

ACCIÓN

En este tipo de válvulas,el émbolo móvil controla el
flujo debido al efecto de la fuerza de origen magnético
directamente. Para ejemplificar el modo de trabajo de estas
válvulas en general, se estudiará el funcionamiento de la
válvula de solenoide de acción directa, normalmente cerrada
de dos vías de la Figura Nº3.

de acción directa se limitan a aplicaciones en las que se
trabaja con diferencias de presiones ycaudales pequeños.
Para grandes flujos y presiones se utilizan válvulas de
solenoide operadas por piloto.
4.

VÁLVULAS DE SOLENOIDE OPERADAS POR
PILOTO
Las válvulas de solenoide operadas por piloto se basan
en una combinación de la bobina solenoide, descrita
anteriormente, y la presión de la línea o tubería. En este tipo
de válvulas, el émbolo está unido a un vástago de aguja, que
a su...