Cómo evitar los ruidos en las electroválvulas

Las electroválvulas ruidosas pueden indicar algunos problemas que deben solucionarse para evitar el fallo de la válvula. Algunas válvulas producen ruidos incluso cuando funcionan correctamente, por lo que es importante poder reconocer si la válvula funciona con normalidad o si hay un problema con la electroválvula, el circuito de control o las tuberías. A continuación se enumeran los ruidos más comunes de las válvulas.

• Ruido de zumbido o de murmullo
• Golpe de ariete
• Ruidos de chasquidos
• Válvula neumática de escape

Ruido de zumbido o de murmullo

Ruido de CA

Las electroválvulas que funcionan con corriente alterna pueden producir un ruido acompañado de vibraciones. Los zumbidos suaves y las ligeras vibraciones son normales en algunos tipos de electroválvulas de CA. Son el resultado de una corriente alterna que produce un campo magnético variable que actúa sobre la armadura de la válvula. La mayoría de las electroválvulas incluyen un anillo de sombreado, generalmente de cobre, que se utiliza para amortiguar la energía magnética creada por la corriente que circula por el solenoide. Suavizan la intensidad variable del campo magnético almacenando energía magnética mientras la corriente está en su punto máximo, y liberándola cuando la corriente alterna se acerca a cero.

Baja tensión

Sin embargo, si el ruido o las vibraciones son excesivos, esto puede apuntar a uno o más problemas. Una de las posibles causas es la subtensión, causada por una señal de control inadecuada, un sistema de control defectuoso, un cableado incorrecto o un mal funcionamiento del relé de control. La subtensión puede hacer que el solenoide nunca se abra del todo, oscilando entre los estados de apertura y cierre, un estado que produce vibraciones anormales y un zumbido audible. Este fallo se puede diagnosticar energizando el solenoide y midiendo la tensión a través de él, asegurándose de que está dentro de las especificaciones proporcionadas por el fabricante.

Piezas sueltas o faltantes

Otra causa puede ser que haya piezas sueltas o que falten en el montaje. Este caso podría caracterizarse por un ruido de parpadeo. Debe verificarse que todas las piezas están instaladas de acuerdo con el manual y que todos los componentes están bien apretados. Este problema puede producirse si se realiza un mantenimiento inadecuado de la válvula. Si faltan algunos componentes, puede encontrar un repuesto adecuado en el catálogo de su distribuidor.

Presión o caudal excesivos

Un diferencial de presión excesivo a través de una electroválvula, o un caudal demasiado alto, pueden causar ruidos de zumbido en algunos tipos de válvulas. Las electroválvulas deben elegirse teniendo en cuenta los requisitos de presión y caudal. Los tubos de entrada y de escape deben tener un diámetro suficiente para permitir caudales menores. Algunos solenoides requieren dispositivos de control de velocidad para su correcto funcionamiento.

Los daños internos también pueden producir un funcionamiento ruidoso. La armadura desgastada o los muelles dañados suelen ser los culpables en estos casos, y si se sospecha de problemas relacionados con el desgaste, la válvula debe ser examinada y revisada por un profesional.

Válvulas de accionamiento indirecto con una presión diferencial demasiado baja

Algunos diseños de válvulas requieren un diferencial de presión mínimo para que la válvula se abra desde la posición de cierre y se mantenga en estado abierto. Esto se denomina de accionamiento indirecto, pilotado o servoaccionado. Si no se cumple el requisito del diferencial de presión mínimo, la válvula puede no abrirse por completo, o puede resonar rápidamente entre la posición de apertura y la de cierre, produciendo un ruido audible. Para evitar este problema, preste atención a la especificación de la presión diferencial mínima de funcionamiento en la hoja de datos de la electroválvula, o utilice un diseño de válvula que no tenga requisitos de presión diferencial mínima. Un ejemplo es una electroválvula de accionamiento directo o una válvula de bola (accionada por motor).

Materias extrañas

Por último, las materias extrañas, como la suciedad, pueden afectar al funcionamiento de la válvula. La cal puede ser otra causa, especialmente en los sistemas utilizados con agua dura. Las electroválvulas funcionan a temperaturas que pueden ser considerablemente más altas que la temperatura del aire circundante. En un proceso similar al que se produce en los calentadores de agua, los depósitos de calcio pueden acumularse en la armadura, haciendo que se atasque y posiblemente falle. Los ruidos son a veces una indicación temprana de este problema. Las válvulas pueden ser más o menos inmunes a este problema, dependiendo de su diseño.

Golpe de ariete

Cuando una válvula está abierta, el medio fluye a través de ella a una determinada velocidad. Si el flujo se detiene bruscamente cerrando rápidamente la válvula, la presión se acumula debido al impulso del medio en movimiento y esto provoca un breve aumento de presión. El aumento de presión provoca un ruido que suena como si las tuberías fueran golpeadas por un martillo. Este fenómeno es más pronunciado en los medios líquidos que en los gaseosos debido a que los gases son compresibles y pueden absorber parte de la energía cinética en el instante en que se cierra la válvula.

Hay varios enfoques para resolver el problema del golpe de ariete. Una de ellas es reducir el caudal aumentando el diámetro de la tubería. Esto reduce el momento del medio y, como resultado, reduce la amplitud máxima del aumento de presión.

Otra solución es conseguir que la válvula se cierre gradualmente en lugar de instantáneamente. Esto no siempre es una opción cuando se utilizan electroválvulas, ya que algunas de ellas tienen interruptores de estado rápido. La velocidad de apertura y cierre viene indicada por el tiempo de respuesta de una electroválvula. Una válvula de bola de accionamiento eléctrico o neumático cambia de estado con mucha más lentitud que las electroválvulas.

Una tercera solución es utilizar un supresor de golpes de ariete, a veces llamado supresor de choques, que es un dispositivo que disipa la energía transportada por el golpe de ariete de forma más controlada. Estos dispositivos consisten en una bolsa de aire a veces contenida detrás de un pistón sellado dentro de un cilindro que está cerrado por un lado. El aumento de presión hace que el pistón se mueva, comprimiendo la bolsa de aire y disipando la energía cinética en forma de calor. En algunas aplicaciones de gran caudal, es muy importante evitar el efecto del golpe de ariete, ya que podría ser lo suficientemente potente como para provocar roturas o fugas en el punto más débil del sistema.

Ruidos de chasquidos

Cuando las electroválvulas se abren y se cierran, pueden producir un chasquido. El ruido puede provenir de la propia válvula o de los circuitos de apoyo, normalmente un relé que suministra corriente a la válvula. En la mayoría de los casos, estos chasquidos se consideran ruido normal de funcionamiento y pueden ser difíciles de evitar.

Sin embargo, si el solenoide hace clic rápidamente, por ejemplo, cada segundo o cada pocos segundos, esto suele indicar un problema. La mayoría de las veces se debe a un controlador defectuoso o a un mal cableado. Lo mejor es medir el voltaje a través de la válvula solenoide cuando está energizada, y asegurarse de que está dentro de las especificaciones y no fluctúa más que unos pocos voltios. Una pequeña fluctuación de tensión puede ser normal cuando el solenoide se energiza por primera vez, pero debería establecerse rápidamente en un valor especificado. Para eliminar los problemas de cableado como causa, el solenoide se puede conectar directamente al controlador utilizando cables cortos. Si esto resuelve el problema, entonces es una buena idea buscar un cortocircuito o una mala conexión en alguna parte del mazo de cables.

Si el cableado es correcto, entonces el controlador podría estar roto, o el problema podría venir de una de las entradas del controlador, por ejemplo, un sensor malo o un cableado de entrada malo que mantiene el ciclo de la válvula de solenoide. En cualquier caso, se debe encontrar la causa raíz del problema y corregirla, porque un solenoide que cicla rápidamente es propenso a un mayor desgaste y a un fallo prematuro.

Válvula neumática de escape

Algunos dispositivos neumáticos utilizados en aplicaciones industriales tienen válvulas que ventilan la presión del sistema directamente a la atmósfera circundante. Dependiendo de la presión y el flujo, el ruido puede ser bastante fuerte y, en algunos casos, requiere que los trabajadores se protejan los oídos para evitar problemas como la pérdida de audición, el tinnitus y el estrés general. La exposición continua o repetida a niveles de presión sonora superiores a los 90 dB puede causar pérdida de audición con el tiempo. Para evitar o reducir estos efectos, se pueden instalar silenciadores o amortiguadores neumáticos en las salidas de escape.

El ruido generado por los puertos de escape de las válvulas neumáticas proviene del aire turbulento que sale del puerto de escape. La turbulencia se debe a un aumento repentino del flujo a través del orificio. Los silenciadores actúan disipando la energía liberada durante este proceso y difundiendo el aire a través de una mayor superficie, reduciendo así el pico de presión sonora y el ruido general. Su propósito secundario es proteger el puerto de escape de la entrada de agua y suciedad.

Existen varios tipos de silenciadores neumáticos en el mercado. Están disponibles en varios caudales, contrapresiones, índices de reducción de ruido y accesorios. La mayoría tiene filtros que evitan que varios contaminantes, como la neblina de aceite, se liberen a la atmósfera. Dependiendo del diseño, algunos silenciadores neumáticos pueden necesitar un mantenimiento periódico para evitar que el filtro se obstruya.