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Electroválvulas industriales: tipos, funcionamiento y ventajas en sistemas automatizados

La automatización industrial requiere soluciones de control de fluidos que sean eficientes, precisas y confiables. En este contexto, las electroválvulas industriales se han convertido en un componente esencial para optimizar procesos en sistemas neumáticos, hidráulicos y de gas, superando a las válvulas convencionales en velocidad, seguridad y facilidad de integración.

Este artículo explica qué son  las electroválvulas, cómo funcionan, los tipos que existen y cómo elegir la electroválvula ideal para cada aplicación industrial.

Electroválvula ¿Qué es y cómo funciona?

Una electroválvula es un dispositivo electromecánico diseñado para controlar el paso de un fluido, ya sea líquido o gas,  mediante una señal eléctrica. 

Su función principal es abrir, cerrar o desviar el flujo dentro de un sistema automatizado sin intervención manual.

A continuación, se describen los componentes principales:

  • Solenoide (Bobina): bobina de alambre de cobre que, al recibir corriente eléctrica, genera un campo magnético.
  • Émbolo o pistón móvil:  elemento metálico que se desplaza al activarse el solenoide.
  • Resorte: regresa el émbolo a su posición original cuando se interrumpe la corriente eléctrica, lo que garantiza un estado de reposo seguro.
  • Cuerpo de válvula (Asiento): estructura principal que contiene los conductos de entrada y salida del fluido. El émbolo se mueve hacia o desde el asiento para permitir o detener el flujo.
  • Orificio: abertura a través de la cual pasa el fluido cuando la válvula está abierta. Su tamaño determina el caudal máximo que puede manejar la válvula.
  • Conexiones de entrada y salida: puertos por donde el fluido entra y sale de la válvula, permitiendo su conexión a las tuberías o mangueras del sistema.

¿Cómo funciona una electroválvula?

El funcionamiento de una electroválvula se basa en el principio electromagnético. Al recibir una orden eléctrica, la bobina genera un campo magnético que desplaza al émbolo interno contrarrestando la fuerza del resorte. Este movimiento permite abrir o cerrar el orificio por donde circula el fluido.

Las electroválvulas tienen dos principios de operación principales:

1. Electroválvulas de acción directa

  • El solenoide mueve directamente el obturador.
    ✔ Ideales para bajas presiones y caudales reducidos.
    ✔ Respuesta muy rápida.

2. Electroválvulas pilotadas

  • El solenoide mueve un obturador piloto que aprovecha la presión del fluido para accionar el obturador principal.
    ✔ Adecuadas para mayores caudales y presiones.
    ✔ Requieren presión diferencial mínima (generalmente entre 0.3 y 1 bar) para operar correctamente.

Función de las electroválvulas en sistemas neumáticos automatizados

En los sistemas de automatización que emplean aire comprimido como medio de trabajo, las electroválvulas desempeñan un papel central. Su función es dirigir el flujo de aire hacia los actuadores (cilindros, pinzas, motores neumáticos), permitiendo que ejecuten acciones de forma precisa y coordinada.

Estas son algunas de sus funciones clave:

  1. Controlar el movimiento de actuadores: regulan la extensión y retracción de cilindros para posicionar, sujetar o mover piezas en líneas de ensamblaje y robótica.
  2. Gestionar secuencias de trabajo: permiten programar y sincronizar los movimientos en procesos repetitivos como el de líneas de embalaje o el llenado, optimizando la productividad.
  3. Activar procesos específicos: controlan el encendido y apagado de tareas como el soplado o la presurización, comunes en procesos de limpieza o secado.
  4. Funcionar como elementos de seguridad: bloquean el paso del aire de manera instantánea ante fallas eléctricas, evitando movimientos inesperados que puedan generar riesgos.

Gracias a su diseño compacto y a su rápida respuesta, las electroválvulas neumáticas no solo garantizan una sincronización adecuada en todas las etapas del proceso, sino que también mejoran la eficiencia y reducen el consumo energético en los sistemas de aire comprimido.

Función de las electroválvulas en sistemas hidráulicos

En la automatización hidráulica, que utiliza líquidos presurizados para equipos de movimiento de cargas o maquinaria pesada, las electroválvulas hidráulicas son el componente principal para controlar el flujo de manera remota y automática. 

Su diseño robusto les permite soportar altas presiones de trabajo (superiores a los 250 bar) y fluidos viscosos, garantizando un sellado confiable incluso bajo condiciones exigentes, como prensas industriales, sistemas de elevación y equipos de construcción.

Estas son sus funciones más importantes:

  1. Controlar la dirección del movimiento: regular el flujo del fluido, principalmente aceite a presión, para controlar la dirección de cilindros o motores hidráulicos. Esto es esencial en la maquinaria pesada para operar brazos, palas y sistemas de elevación.
  2. Gestionar la fuerza y la velocidad: permite regular la velocidad y fuerza de los actuadores hidráulicos con alta precisión. Esto es crítico en equipos como prensas industriales que requieren aplicar fuerzas de millas de toneladas de manera controlada.
  3. Garantizar la seguridad: actúan como elementos de seguridad al cortar de forma inmediata el flujo de aceite en caso de una emergencia o un fallo del sistema.
  4. Integrarse en sistemas complejos: se conectan con sistemas de control para operar de forma automatizada y programada, como en equipos de construcción o sistemas de sujeción que fijan piezas con alta fuerza.

En resumen, las electroválvulas hidráulicas proporcionan la seguridad, precisión e integración necesarias para que la maquinaria pesada y otros equipos industriales operen de forma eficiente y controlada.

Otras aplicaciones importantes:

Las electroválvulas no se limitan al control de aire y aceite. También desempeñan un rol vital, como lo son las electroválvulas de gas en sistemas de seguridad, controlando el flujo de gases combustibles en calderas, hornos industriales y equipos de soldadura

En caso de una fuga o una emergencia, un sistema de control envía una señal eléctrica para cerrar de forma instantánea la válvula, interrumpiendo el suministro de gas y previniendo accidentes. Su uso se extiende a fluidos de proceso, agua, vacío y otros medios, lo que demuestra su versatilidad en todo tipo de industrias.

Electroválvulas vs. válvulas motorizadas

En el control de fluidos, es esencial distinguir entre una electroválvula y una válvula motorizada, ya que, aunque ambas son activadas por electricidad, su funcionamiento y aplicaciones son diferentes. Comprender esta distinción te permite seleccionar la herramienta correcta para cada necesidad.

Las electroválvulas son ideales cuando se requiere una respuesta rápida y una solución compacta, mientras que las válvulas motorizadas se prefieren para aplicaciones donde el control de caudal debe ser progresivo y continuo.

Además, las válvulas motorizadas permiten modulación mediante señales 0–10 V o 4–20 mA, permitiendo un control preciso y proporcional del caudal.

Tipos de electroválvulas industriales

El mercado industrial ofrece diversos tipos, que se clasifican según su principio de funcionamiento, cantidad de vías y posiciones, tipo de actuación y aplicación específica.

Entender los diferentes tipos de electroválvulas es fundamental para seleccionarlas de forma correcta en cada aplicación. La clasificación se basa en la cantidad de orificios (vías) y las posiciones que pueden adoptar, lo que define su función en un sistema.

Según el tipo de actuación

  • Electroválvulas monoestables:  regresan a su posición original al cortar energía. Tienen una posición por defecto (cerrada o abierta) y solo cambian cuando reciben una señal eléctrica. Al cesar la energía, retornan a su posición original mediante un resorte.
  • Electroválvulas biestables: mantienen su posición incluso cuando se interrumpe la energía, esto ahorra consumo. Cambian de estado sólo al recibir una nueva señal eléctrica.

Por número de vías y posiciones

  • Válvulas 2/2 vías: entrada y salida. Encendido/apagado simple.

Tienen dos orificios (entrada y salida) y dos posiciones (abierta o cerrada). Son las más sencillas.

  • Válvulas 3/2 vías:  entrada, salida y escape. Para actuadores de simple efecto. 

Cuentan con tres orificios (entrada, salida y escape) y dos posiciones. Se utilizan para controlar actuadores de simple efecto, como cilindros que se extienden con aire a presión y regresan por la fuerza de un resorte.

  • Válvulas 4/2 y 5/2 vías: para actuadores de doble efecto.

Estos son los tipos más utilizados en sistemas neumáticos para controlar actuadores de doble efecto (cilindros que se extienden y retraen por la acción del aire a presión). 

Tienen cuatro o cinco orificios y dos posiciones. La electroválvula de 5/2 vías es muy popular porque cuenta con escapes separados para cada lado del cilindro, lo que permite un control más preciso de la velocidad del movimiento.

Según el tipo de fluido o medio de control

  • Electroválvulas de gas: usadas para interrumpir o permitir el paso de gases combustibles (gas natural, GLP) en sistemas de calefacción o procesos industriales. Estas válvulas suelen cumplir normativas internacionales de seguridad como EN 161 o UL, según los requisitos de cada país.
  • Electroválvulas hidráulicas: gestionan líquidos a alta presión, como aceites hidráulicos. Su diseño es más robusto para soportar presiones elevadas y evitar fugas. 
  • Electroválvulas neumáticas: controlan gases como aire comprimido. Son comunes en automatización para alimentar y controlar actuadores neumáticos.

Consideraciones para elegir la electroválvula adecuada

Para seleccionar una adecuada se requiere evaluar los siguientes factores:

  1. Tipo y características del fluido: presión, viscosidad, temperatura y compatibilidad química determinan el material (latón, acero inoxidable, plástico) y tipo.
  2. Presión y caudal de operación: debe soportar las condiciones máximas y permitir el flujo adecuado.
  3. Tipo de control requerido: monoestable para control simple, biestable para posicionamiento mantenido.
  4. Condiciones ambientales: temperatura ambiente, humedad, presencia de contaminantes o atmósferas explosivas afectan el diseño y certificaciones requeridas.
  5. Requisitos eléctricos: voltaje, tipo de señal y protección eléctrica.
  6. Normativas sectoriales: cumplimiento de estándares de calidad y seguridad.
  7. Costos y mantenimiento: balance entre inversión inicial y costos de operación y mantenimiento para la vida útil esperada.

Un análisis adecuado garantiza seguridad, eficiencia y mayor vida útil del sistema.

En Ferretería Zummar contamos con electroválvulas para sistemas hidráulicos, neumáticos y de gas de las marcas más confiables del mercado. Nuestro equipo puede asesorarte para seleccionar la solución adecuada según tu aplicación industrial.

Las electroválvulas industriales han demostrado ser una solución superior en el control de fluidos dentro de entornos automatizados. 

Su capacidad para adaptarse a distintos tipos de medios, su rapidez de respuesta, y su facilidad de integración en sistemas de control modernos las posiciona como una herramienta indispensable en la industria actual.

Este conocimiento no solo mejora la eficiencia de los procesos industriales, sino que contribuye a una mayor seguridad operativa y una reducción significativa en costos de mantenimiento y energía.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una electroválvula y cómo funciona? 

Una electroválvula es un componente electromecánico que controla el flujo de un fluido mediante un solenoide que abre o cierra un orificio de forma automática.

¿Para qué se usan las electroválvulas?

Son comunes en el control automatizado de fluidos en industrias, sistemas de riego, calefacción, aire acondicionado, y procesos industriales que requieren manejo remoto y preciso del flujo. 

¿Cuál es la diferencia entre una electroválvula y una válvula motorizada? 

  • La electroválvula es rápida y binaria (abre/cierra).
  • La motorizada es lenta y permite control progresivo del caudal.

¿Cuáles son las fallas más comunes con las electroválvulas?

Bobinas quemadas, suciedad en el obturador, fugas, incompatibilidad de voltaje o mala instalación.

¿Cómo se mantiene o limpia una electroválvula?

Limpieza periódica, verificación de bobinas, cableado y sentido del flujo.

¿Qué es una electroválvula monoestable

Una electroválvula monoestable es aquella que regresa a su posición original al cortar energía. Este diseño asegura un estado seguro en caso de fallas eléctricas.

¿Para qué se utilizan las electroválvulas de gas

Las electroválvulas de gas se utilizan en sistemas de seguridad y control. Su función es permitir o interrumpir el paso de gases combustibles en calderas, hornos industriales o sistemas de combustión, actuando como un cierre de emergencia en caso de fallas.

¿Qué hacer si una electroválvula para gas no abre?

En electroválvulas para gas, algunas tienen rearme manual por seguridad, lo que significa que no abrirán de forma automática, aunque estén energizadas. 

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