Fallas en las válvulas motorizadas y cómo prevenirlas

Fallas típicas en las válvulas motorizadas 

A pesar de lo robustas y confiables que son las válvulas motorizadas, estos equipos no están exentos a experimentar diferentes tipos de fallas a lo largo de su vida útil. A continuación, daremos un vistazo general a posibles fallas que puedan experimentar estos instrumentos de control. 

Fallas en el actuador

• Desgaste de los elementos mecánicos: el uso continuo del motor eléctrico, en conjunto con la fricción natural de los componentes mecánicos, causa un desgaste gradual de los elementos que conforman el actuador. Los componentes afectados son los engranajes, cojinetes, y otras partes móviles. 

• Fallas en el sistema de control: estos motores eléctricos requieren de sensores, interruptores, o controladores para funcionar con precisión. Cuando surgen fallos en estos componentes, pueden converger en un mal funcionamiento del motor eléctrico, daño total del mismo, bloqueo del rotor, oscilaciones o sobrepasos. 

• Sobrecalentamiento del motor: el aumento de la temperatura en los motores eléctricos puede deberse a problemas con el sistema de ventilación del motor, así como también puede presentarse este tipo de fallas debido a un mal funcionamiento de los sensores de control de temperatura del motor. Finalmente, el aumento de temperatura puede surgir como producto de una carga excesiva solicitada al motor. 

Fallas en el sistema de control

• Mal funcionamiento de los sensores: para el correcto control del fluido de trabajo, y por subsecuente, del obturador; se hacen uso de sensores de posición, presión y temperatura. Sin embargo, estos dispositivos pueden presentar fallas como no linealidad, histéresis o falta de repetibilidad. Estas fallas pueden generar errores en las lecturas de control y, en consecuencia, afectar el funcionamiento eficaz de la válvula. 

• Problemas en la señal de control: el ruido eléctrico puede introducir errores en la señal de control enviada al actuador. Este ruido puede ser originado por interferencias electromagnéticas, variaciones en el voltaje, o por la propia electrónica del sistema eléctrico. Lo que conlleva a oscilaciones en el posicionamiento de la válvula, sobrepasos o incluso daños en los mismos componentes electrónicos. 

• Software defectuoso: si se hace uso de un sistema SCADA para manipular una válvula motorizada, es imperativo que el software empleado esté libre de errores. Un software mal programado llevara a un control inestable de la válvula, dañando equipos y procesos productivos enteros. 

Fallas en el sistema de potencia

• Fallas en el suministro de eléctrico: todo actuador eléctrico requiere de una fuente de energía estable para operar con normalidad. Una interrupción en suministro eléctrico ya sea por un corte de luz programado o una falla en la red eléctrica, causara que el actuador se paralice sin poder realizar su función. 

• Fluctuaciones en el suministro eléctrico: de igual forma, todos los actuadores eléctricos requieren que el suministro de energía sea constante, los cambios en el voltaje y la frecuencia eléctrica afectarán negativamente el correcto funcionamiento del motor, y en casos extremos, pueden quemar el embobinado del mismo. 

Fallas en la válvula

• Corrosión: el material de la válvula puede ser expuesto ante elementos corrosivos, bien sea por parte del ambiente de operación como por el fluido de trabajo. Lo cual puede debilitar y perforar la válvula en sí. 

• Desgaste del asiento o del obturador: a lo largo de su vida útil y motivado al uso continuo de la válvula, los elementos móviles son sometidos a abrasiones que consumen gradualmente los materiales que lo componen. Esta fricción puede llevar a la perdida de estanqueidad y aparición de fugas, lo que se traduce en una pérdida de control del fluido de trabajo.

• Obstrucción del paso de fluido: la acumulación de sedimentos, partículas sólidas o sustancias corrosivas en el cuerpo de la válvula o el asiento del obturador, pueden impedir el correcto movimiento del obturador y llevar a un bloqueo parcial o total del flujo. 

Consecuencias de las fallas en las válvulas motorizadas 

Las fallas previamente mencionadas pueden desencadenar una serie de problemas en los procesos productivos, de los cuales hemos de resaltar los siguientes: 

• Paros no programados en la producción: una obstrucción en una válvula o un bloqueo del actuador puede interrumpir el flujo normal de un proceso productivo, lo que causara un paro no programado. Este tipo de situación genera pérdidas económicas significativas debido a la detención de la producción, retrasos en la entrega de productos y posibles daños en equipos. 

• Pérdida de producto: las fugas o derrames causados por la pérdida de estanqueidad en las válvulas o por perforaciones debido a la corrosión en el cuerpo de esta, generarán pérdidas significativas de fluido, lo que conlleva a una reducción en la eficiencia del proceso productivo y un aumento en los costos de producción. 

• Daños en equipos: una válvula que funciona de manera inadecuada puede ocasionar el fallo o avería de otros equipos y herramientas conectados dentro del mismo sistema. Algunos elementos que se pueden ver afectados son las bombas, intercambiadores de calor o las mismísimas líneas de transmisión de fluido (tuberías y mangueras). 

• Riesgos para la seguridad: la fuga de sustancias peligrosas o toxicas pueden exponer a los operadores a riesgos que atenten contra su salud e integridad física. 

• Reducción de la eficiencia energética: el inadecuado funcionamiento de las válvulas motorizadas puede llevar a un aumento significativo en el consumo de energía eléctrica. Esto se traduce en mayores costos operativos del proceso productivo. Además, el sobreconsumo energético de los equipos eléctricos puede reducir su vida útil y aumentar la frecuencia de las reparaciones no presupuestadas. 

Prevención de fallas en las válvulas motorizadas 

Habiendo abordado tanto las fallas y consecuencias que pueden sufrir las válvulas motorizadas, procederemos a desarrollar una serie de recomendaciones para la prevención de esos problemas. 

• Inspecciones periódicas: se recomienda realizar inspecciones visuales y funcionales de forma regular para detectar tempranamente signos de desgaste, corrosión o daños en los mecanismos tanto de la válvula como del actuador motorizado. 

• Calibración de los sistemas de control: la calibración programada de los sensores y demás elementos que conforman los sistemas de control garantizará el correcto funcionamiento del actuador, minimizando los costes energéticos y manteniendo el flujo eficiente del proceso. 

• Diseño y dimensionamiento adecuado: se recomienda realizar un diseño adecuado y coherente del proceso que se quiera realizar. Tenga siempre en cuenta la compatibilidad entre la válvula, el fluido y el ambiente de trabajo. Seleccione adecuadamente las dimensiones de la válvula y el actuador en aras de manejar sin problemas los caudales requeridos y evitar la sobrecarga del motor eléctrico.

• Acondicionamiento del fluido: si bien las válvulas de bola y mariposa pueden operar con fluidos sin tratamiento previo, se recomienda acondicionar el fluido mediante filtración y tratamiento químico. Al eliminar partículas sólidas de tamaño significativo, gases y sustancias corrosivas, se reduce el desgaste de los componentes internos, se mejora la eficiencia energética al disminuir las pérdidas por fricción y se protege a los demás elementos que conforman la válvula. 

• Sistemas de monitoreo: la implementación de sistemas de monitoreo permite detectar de manera temprana los cambios en el comportamiento de las válvulas motorizadas al igual que del fluido de trabajo. Esta práctica facilita la identificación de potenciales fallas que puedan surgir, además de mejorar el rendimiento de los equipos y reducir costes de producción asociados a paradas no programadas. 

• Capacitación técnica: se recomienda que el personal que manipule las válvulas motorizadas esté capacitado para realizar las tareas de mantenimiento de forma correcta. Proporcione a su equipo el conocimiento necesario para la correcta manipulación y manejo de las válvulas motorizadas.