Muchos prestan poca atención a las válvulas de 2 puertos porque a menudo se perciben como simples dispositivos que sólo se abren y cierran para controlar el suministro de fluido aguas abajo. Pues bien, aunque eso sea cierto desde el punto de vista mecánico, elegir la válvula de 2 puertos óptima para su aplicación puede suponer una gran diferencia, ya que ahorra espacio, peso y, sobre todo, consumo de energía (hasta un 63% en algunos casos).
Por Eduardo Santamaría, Jefe de Grupo de la Sección de Válvulas del Centro Técnico Europeo de SMC
ENERO 2024
Para optimizar la selección de una válvula de 2 puertos, primero hay que tener en cuenta la aplicación específica y el tipo de fluido. En aplicaciones industriales de uso general, el contacto entre las piezas móviles internas de la válvula y el fluido no es especialmente crítico (cuando se utiliza con fluidos declarados); sin embargo, la resistencia ambiental es muy importante, ya que las válvulas podrían instalarse en entornos de alta humedad. En tales casos, una válvula como la serie JSX de SMC y su bobina y cuerpo de acero inoxidable resultarán ideales.
Electroválvula de 2 puertos de SMC - Serie JSX con construcción de acero inoxidable y caja IP67
Dar vida a los beneficios
En las aplicaciones de ciencias de la vida, como las de los sectores de fabricación de dispositivos médicos y farmacéuticos, es necesario evitar la contaminación de fluidos, por lo que debe seleccionar válvulas que presenten una estructura aislada y materiales plásticos. Las válvulas de 2 puertos para aplicaciones de ciencias de la vida también deben ofrecer una baja generación de partículas y un volumen interno y muerto reducidos.
Electroválvula de 2/3 puertos de SMC para productos químicos - Válvula de aislamiento de líquidos serie LVM de bajo consumo y pequeño volumen interno
Las aplicaciones químicas, como las relacionadas con la fabricación de semiconductores, también tienen su propio conjunto de criterios que influyen en la selección de válvulas de 2 puertos. Los fluidos utilizados en estas aplicaciones pueden ser muy agresivos, por lo que la compatibilidad química es fundamental. Por tanto, la construcción de las válvulas debe centrarse en el uso de materiales que ofrezcan una alta resistencia a la corrosión, como el PTFE o el super PFA. La reducción de la generación de microburbujas, la contaminación del fluido y las fugas son otros factores críticos para este tipo de aplicaciones.
Válvula para productos químicos de alta pureza de SMC - Serie LV con construcción aislada del medio y materiales de diafragma y cuerpo de alta resistencia a la corrosión.
Por último, las aplicaciones de colectores de polvo en sectores como el alimentario y el cementero requieren válvulas con gran capacidad de presión de pico, lo que contribuye a la eficacia de la limpieza de los elementos. La limpieza de los colectores de polvo suele realizarse mediante aire, con el apoyo de válvulas montadas en depósitos. Por tanto, el uso de válvulas con menor consumo de aire que otras (para el mismo tamaño de válvula), puede ayudar a los fabricantes de equipos originales a reducir el tamaño del depósito de aire y recortar los costes de fabricación gracias a un menor uso de material.
Válvula de pulsos de SMC - Serie JSXFE con alta presión de pico y consumo de aire reducido gracias a su rápido tiempo de respuesta
Todo a su tiempo
Las válvulas con mayor presión punta de salida y bajo consumo de aire permiten reducir el tamaño del depósito, lo que ayuda a minimizar los tiempos de ciclo. ¿Cómo? Los depósitos de los colectores de polvo suelen tener varias válvulas que se activan en secuencia. Una mayor presión máxima de salida implica una mayor eficacia de limpieza del elemento, lo que permite reducir el tiempo de activación de las válvulas. El efecto de esta reducción es una menor caída de presión en el depósito, lo que combinado con un menor tamaño del depósito hace que sea más rápido devolver el depósito a la presión de funcionamiento total. Esto puede ser sólo unos milisegundos, pero algunas aplicaciones requieren docenas de válvulas, por lo que reducir el tiempo total de limpieza puede resultar muy beneficioso a largo plazo, ya que potencialmente se pueden completar más ciclos de limpieza en un día.
Como ventaja adicional, cada ciclo de limpieza de elementos produce cada vez menos obstrucciones, lo que contribuye a prolongar la vida útil de los elementos, reducir los requisitos de mantenimiento y aumentar la productividad.
Una vez que la aplicación determina el tipo de válvula, es hora de empezar a analizar parámetros adicionales como el caudal, la presión diferencial, el tamaño del orificio, el tamaño de la válvula, los materiales del cuerpo y la goma, y las certificaciones. Al fin y al cabo, la selección correcta de una válvula no sólo afecta al fabricante del equipo, sino también al usuario final. Por ejemplo, aunque seleccionar el tamaño de válvula más compacto puede ayudar a reducir el tamaño y el peso del equipo, seleccionar una válvula con menor consumo de energía garantiza que el equipo sea más eficiente desde el punto de vista energético.
Lavar la ineficacia
Veamos un ejemplo: una lavadora industrial. El espacio para los equipos está disminuyendo en todo el mundo en consonancia con el crecimiento de la población. La forma obvia de reducir el tamaño de los aparatos es utilizar componentes más pequeños que ofrezcan las mismas prestaciones que sus homólogos de mayor tamaño. En las válvulas de 2 puertos, este concepto se traduce en diseños más compactos con especificaciones de gran caudal y presión diferencial.
Dos válvulas de 2 puertos de SMC, por ejemplo -nuestras series JSX y JSXU (tipo ahorro de energía)- demuestran las ganancias posibles de una selección astuta. Aunque ambas válvulas ofrecen el mismo caudal (Kv 0,45) y diferencial de presión (1 MPa), el modelo JSXU es aproximadamente un 10% más pequeño y un 24% más ligero. Sin embargo, la mayor diferencia se refiere al consumo eléctrico, ya que la JSXU permite ahorrar hasta un 63% al reducir la potencia necesaria para mantener la válvula en funcionamiento. Esta capacidad ayuda a controlar las facturas en una época de altos precios de la energía y contribuye a la sostenibilidad global.
Electroválvulas de 2 puertos de SMC - Serie JSX(U)
Datos técnicos extraídos del catálogo de la serie JSX (CAT.EUS70-56C)
Si los fabricantes de equipos originales pueden satisfacer las demandas de los clientes en cuanto a tamaño compacto y eficiencia energética, contribuyen a generar fidelidad a la marca y a construir un modelo de negocio más sólido para el éxito a largo plazo. Si ha dado por sentada su selección de válvulas de 2 puertos, quizá sea el momento de replanteárselo y aprovechar las ventajas que le ofrece SMC para elegir productos más astutos.
