VALVULAS DE CONTROL: Selección y Cálculo o Cálculo y Selección

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Este juego de palabras me inspira unos comentarios. En realidad, cuando un técnico de instrumentación aborda la ingeniería de un lazo de control, al llegar a la válvula, ¿qué hace primero: calcula ó selecciona? ¿ó ambas cosas ?

Cada vez son mejores los programas de cálculo para definir el tamaño de las válvulas de control. ¿Qué se calcula, la válvula o el trim?  Ciertamente primero se calcula el trim para ver en que válvula y tamaño de cuerpo podemos situarlos, y después, analizar su comportamiento en la aplicación que pretendemos automatizar. Sin embargo aún hay deficiencias en el proceso de selección & cálculo.

El éxito de este trabajo, en el contexto de un lazo de control, depende de:

– Haber definido bien sus condiciones de operación: regímenes de caudal, presiones, variaciones de carga, etc. y las propiedades de fluido a controlar.

– Que se haya hecho una buena selección del tipo y tamaño, del trim para esa aplicación en concreto. Preveer una respuesta lo más lineal posible instalada.

– Acertar en los materiales adecuados.

Me sorprendió en cierta ocasión la opinión de un técnico que decía que el cálculo y selección eran cosa del suministrador. Parece más razonable pensar que los equipos de instrumentación de una planta deben ser supervisados por técnicos cualificados y con criterio propio para que cumplan el objetivo final: controlar el proceso y reducir su variabilidad al mínimo.

No olvidar que:

“El coste de una válvula de control no es su precio de compra, si no: precio de compra + puesta en marcha + mantenimiento en los primeros 5 años”

foto-valvula_cu1703

 

Los problemas más frecuentes surgen del dimensionamiento, o cuando se aplican criterios generales sin haberse preguntado en concreto y con rigor, por ejemplo: ¿Qué se espera de esta válvula?; ¿Cómo se la va a operar?; ¿Cuáles van a ser las variaciones del proceso?; ¿Cuántas veces tiene que cerrar?, ¿Con que estanqueidad, que requiere el proceso?

También hay estereotipos extendidos, como que las válvulas de mariposa no son buenas para control ó que los diseños rotativos no son comparables al clásico diseño de globo, incluso mejor si son guiadas por jaula. Pues no, estas generalizaciones merecen un análisis profundo y llevan a tener que abrirse a opciones técnicas de rotativas y mariposas que, bien diseñadas y construidas, solucionarán muchos problemas en las plantas de proceso. El tema es saber en que puntos debe fijarse un técnico para analizar un catálogo.

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Múltiples opciones para elegir

Otros problemas proceden de hacer por separado la selección de la válvula antes y sin conocer ni tener en cuenta el diseño de las tuberías. Según sea la naturaleza del fluido y las condiciones del derrame, ambas cosas pueden afectar al diseño del piping y a la mejor ubicación. La válvula de control se instalará en aquel punto del proceso donde se obtenga el mejor control y más rápida respuesta sobre la variable controlada; además se tendrá en cuenta el fluido: líquido, vapor ó gas, bifásico a la salida, caso del flash, posible abrasión por partículas, ruido aerodinámico, etc

El comportamiento de una válvula puede verse afectado por el diseño de las tuberías. Se evitarán diseños de líneas y codos que produzcan fuertes turbulencias ó vibraciones que puedan afectar a la estabilidad, bien de los órganos internos de las válvulas ó a sus instrumentos asociados, sobre todo el posicionador. Aunque la posición de montaje normal sea vertical, ¿se puede montar horizontalmente? ¿Depende esto del fluido: líquido ó vapor, por ejemplo?

Hay que decir algo sobre los posicionadores. Ahora con la instrumentación digital y los posicionadores inteligentes se carga la responsabilidad sobre este equipo, descuidando algunos aspectos mecánicos de las válvulas que son más importantes. ¿Puede un posicionador inteligente corregir los defectos de una mala selección? La respuesta es variada y dependerá de cada válvula y aplicación.

Finalmente; los criterios de selección ¿són los mismos en cualquier proceso: petroquímico, energía térmica, termosolares, tratamiento de aguas, fertilizantes, farmacia, etc.? Dejo las preguntas para quien quiera aportar algo.

Antonio Campo

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