Electroválvula de Acción Directa

Las electroválvulas se utilizan ampliamente en diversas industrias para controlar el flujo de líquidos y gases. Una electroválvula de acción directa utiliza la fuerza electromagnética generada por la bobina activada para controlar el caudal de líquido o gas. Este artículo explora las características, construcción, ventajas y desventajas de las electroválvulas de acción directa, junto con una comparación con otros tipos de válvulas, incluyendo:

• Electroválvulas de acción indirecta
• Electroválvulas de acción semidirecta

Lea nuestro artículo general sobre electroválvulas para conocer la construcción, el funcionamiento y las aplicaciones de las electroválvulas.

Índice de contenidos

• Principio de trabajo
• Ventajas
• Desventajas
• Comparación con otros tipos de válvulas
• Conclusión
• Preguntas frecuentes

Principio de trabajo

En una electroválvula de acción directa normalmente cerrada, el muelle (Figura 2 etiquetada D) ejerce una fuerza sobre el émbolo (Figura 2 etiquetada E), obligándolo a bloquear el orificio con la junta (Figura 2 etiquetada F). Cuando se aplica energía a la bobina (Figura 2 etiquetada A), se crea un campo electromagnético. Esto hace que el émbolo se mueva hacia arriba, superando la fuerza del muelle, abriendo así el orificio y permitiendo el paso del fluido. Una válvula normalmente abierta tiene los mismos componentes pero funciona de forma opuesta.

Ventajas

• No hay presión mínima de funcionamiento: Las electroválvulas de mando directo no requieren una presión de funcionamiento mínima ni una diferencia de presión para poder utilizarse desde 0 bar hasta la presión máxima admisible. También pueden utilizarse en circuitos de presión negativa.
• Arranque rápido: Tienen una velocidad de arranque más rápida en comparación con las electroválvulas pilotadas, ya que no requieren una diferencia de presión. Esto la hace especialmente adecuada para situaciones en las que es necesario abrir y cerrar con rapidez.
• Compacto: Las electroválvulas de acción directa tienen el menor número de piezas mecánicas móviles de todos los tipos de electroválvulas y suelen ser más pequeñas, por lo que pueden instalarse fácilmente en espacios reducidos. Suelen utilizarse en entornos con diámetros de orificio pequeños, normalmente inferiores a 25 mm.
• Menor coste en tamaños pequeños: Las electroválvulas de acción directa tienen un diseño más sencillo y requieren menos componentes, lo que se traduce en menores costes de fabricación. Suelen ser más eficientes desde el punto de vista energético, lo que se traduce en menores costes de explotación a lo largo del tiempo. Sin embargo, para aplicaciones que implican caudales elevados, puede ser necesario emplear solenoides más grandes, lo que podría aumentar tanto el tamaño como el coste de la válvula. Las electroválvulas de acción indirecta son económicas para caudales más elevados. Tenga en cuenta el caudal típico y la presión del sistema para hacer una elección adecuada entre los tipos de electroválvulas.

Desventajas

• Pequeños caudales y aplicaciones de baja presión: Las electroválvulas de acción directa no son ideales para aplicaciones con caudales o presiones elevados. Estas aplicaciones requieren un gran orificio y un gran solenoide, lo que aumenta drásticamente el coste. Por ello, las electroválvulas de mando directo suelen elegirse para aplicaciones con caudales pequeños.
• Alto consumo de energía: En una electroválvula de mando directo, el solenoide controla directamente el movimiento del vástago de la válvula. Estas válvulas requieren un suministro continuo de energía eléctrica para mantener la posición de la válvula. El consumo de energía es relativamente alto debido al tamaño del solenoide y a la fuerza del campo magnético necesaria para mover el émbolo de la válvula.
  • Sin embargo, una vez que el émbolo o la armadura se levantan y la válvula está abierta, la corriente eléctrica puede reducirse a una corriente de retención inferior, que es la justa para mantener la válvula en posición abierta.
• Vida útil limitada de la bobina: La bobina puede quemarse fácilmente con una fuente de alimentación de alta frecuencia. Esto se debe a que las señales eléctricas de alta frecuencia pueden generar un calor excesivo en la bobina, haciendo que se sobrecaliente y se queme. Las señales eléctricas de alta frecuencia también pueden generar picos de tensión que pueden dañar el aislamiento alrededor de la bobina, provocando cortocircuitos y otros problemas eléctricos.

Comparación con otros tipos de electroválvulas

La elección del tipo de electroválvula adecuado depende de los requisitos específicos de la aplicación, como el tipo de fluido, el caudal, la presión, la temperatura y las condiciones ambientales. En la tabla 1 se resumen los distintos factores que hay que tener en cuenta a la hora de elegir entre distintos tipos de electroválvulas.

Tabla 1: Comparación entre electroválvulas de acción directa, indirecta y semidirecta

Tipo de electroválvula	Tolerancia a la presión	Diferencia de presión	Velocidad	Consumo de energía	Vida útil de la bobina	Capacidad de caudal	Pureza de los medios	Coste
Actuación directa	Adecuado para presiones bajas, cero y negativas	No se requiere diferencia de presión	Rápido	Alta (5-20 W)	Menos	Bajo, normalmente un Kv < 0,865	Pueden manejar más restos de fluido que los indirectos o semidirectos, pero se recomienda utilizar un filtro.	Bajo coste inicial para sistemas de bajo caudal, el coste aumenta a medida que aumenta el caudal
Actuación indirecta	Aplicaciones de alta presión.	Presión diferencial mínima de 0,5 bar (7,3 psi)	Lento	Bajo (0,1-0,2W)	Medio	Alto, normalmente un Kv > 2,6	Los residuos pueden obstruir el diafragma. El uso de un colador puede aumentar la contrapresión y reducir la eficacia.	Económico para sistemas de gran caudal
Actuación semidirecta	Adecuado para presiones bajas y altas	No requiere diferencia de presión	Medio	Bajo	Alta	Alto, normalmente un Kv > 2,6	Los residuos pueden obstruir el diafragma. Montar un colador antes de la electroválvula puede evitar atascos.	Económico para sistemas de gran caudal

Conclusión

Las electroválvulas de accionamiento directo son adecuadas para aplicaciones en las que la válvula debe responder y ofrecer tiempos de apertura y cierre rápidos. Suelen utilizarse cuando el espacio disponible para la instalación de válvulas es limitado.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre las electroválvulas de acción directa y las electroválvulas piloto?

Las electroválvulas de acción directa funcionan sin necesidad de una fuente de presión externa, mientras que las válvulas piloto utilizan la presión diferencial del fluido para controlar la válvula. Las válvulas de acción directa son más rápidas y más eficientes energéticamente, mientras que las válvulas piloto pueden manejar presiones y caudales más elevados.

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