Válvula motorizada: Guia essencial para a seleção, aplicações e vantagens

Atualmente, o controlo eficaz dos fluidos é necessário em muitas áreas para garantir o bom funcionamento dos sistemas. Isto é visível em grandes oleodutos e gasodutos, bem como em residências, onde os aquecedores e os aparelhos de ar condicionado dependem de um controlo preciso e fiável do fluxo de água e de outros líquidos. As válvulas manuais eram outrora a norma, mas a automatização tornou as válvulas motorizadas uma escolha mais adequada. As válvulas motorizadas não são apenas dispositivos de comutação; ajudam a controlar os fluidos de várias formas e são agora componentes essenciais dos sistemas automatizados.

O que é uma válvula motorizada?

Uma válvula motorizada é um dispositivo que utiliza atuadores elétricos para mover uma válvula para a posição totalmente aberta, fechada ou parcialmente aberta. Ao contrário das válvulas manuais ou pneumáticas, as válvulas motorizadas utilizam eletricidade para gerar a força necessária ao desempenho das suas funções. Estas fazem rodar a haste ou o disco da válvula no interior do corpo da mesma para direcionar o fluxo do fluido. Uma vez que a energia elétrica pode ser convertida em energia mecânica, as válvulas motorizadas são fáceis de integrar em sistemas que requerem controlo remoto, automatização ou integração com PLCs ou DCSs.

Como funcionam as válvulas motorizadas?

Os atuadores elétricos podem ser considerados os componentes centrais das válvulas motorizadas. Normalmente, o corpo do atuador contém um motor elétrico, uma engrenagem redutora de velocidade acompanhada de um multiplicador de força, bem como interruptores de fim de curso ou sensores de movimento e força. O motor é ligado quando o atuador da válvula recebe um sinal elétrico. A rotação do motor é transferida para o eixo de saída através de engrenagens. A haste da válvula liga-se ao eixo de saída, podendo assim rodar ou deslocar-se linearmente. Pode então rodar ou deslocar-se linearmente para abrir, fechar ou parar numa posição neutra. Em modelos específicos, basta premir um interruptor para iniciar a ação. Alguns atuadores também dispõem de mecanismos de retorno automático de um fio ou mesmo de dois fios, simplificando a cablagem e garantindo que a válvula regresse à posição predefinida em caso de falha de alimentação ou alteração do sinal.

Os atuadores podem realizar ações simples, como abrir ou fechar totalmente as válvulas. Os atuadores avançados, mais sofisticados, proporcionam maior versatilidade, incluindo: controlo preciso (o grau de abertura da válvula com base num sinal) e visualização do estado atual, deteção inteligente de problemas, transmissão de dados para o centro de controlo e receção de comandos.

Principais tipos de válvulas motorizadas

As diferentes válvulas motorizadas têm utilizações distintas. Distinguem-se pela forma como são construídas, uma vez que se recorre a uma combinação de diferentes corpos de válvula, incluindo válvulas de plástico, e motores elétricos. Podem ser concebidas para funcionar com diversos fluidos, pressões, temperaturas e aplicações. Existem muitos tipos de válvulas elétricas, incluindo:

• Válvula de esfera motorizada: Uma válvula de esfera motorizada caracteriza-se por um tamanho compacto que facilita a sua instalação na tubagem, baixa resistência ao fluxo e proporciona uma boa vedação. É utilizada principalmente para o fecho rápido ou para direcionar o fluido em diferentes direções de fluxo. Os atuadores de um quarto de volta são de série.
• Válvula borboleta motorizada: leve, de montagem simples, adequada para tubagens de grande diâmetro com baixa pressão. Utilizada para funções de abertura/fecho ou controlo de caudal. Também se utilizam frequentemente atuadores de um quarto de volta.
• Válvula de globo motorizada: O controlo do fluido é efetuado através da elevação ou descida de um disco. É a melhor opção quando é necessário um controlo preciso do caudal. Apresenta uma contrapressão relativamente elevada. Normalmente está equipada com atuadores multivoltas ou lineares.
• Válvula de guilhotina motorizada: Utiliza uma guilhotina que pode ser levantada ou baixada para as posições de abertura total e fecho total. Apresenta baixa resistência ao fluxo, mas fraca controlabilidade. Tem uma resposta lenta. Adequada para condutas que exigem baixa frequência de comutação e necessitam de um fluxo sem obstruções. Normalmente equipada com atuadores multivolta.
• Válvula de controlo motorizada: Estas válvulas foram concebidas para controlar o caudal, a pressão e a temperatura. Normalmente estão equipadas com um atuador elétrico inteligente e uma válvula de esfera com porta em V ou uma gaiola especialmente concebida para um controlo preciso.

Segue-se um resumo dos principais tipos de válvulas motorizadas:

Aplicações típicas das válvulas motorizadas

As válvulas motorizadas são utilizadas em muitos locais. Estão presentes em quase todos os setores que requerem o controlo automático de líquidos ou fluidos. São como os ‘reguladores de pulso’ das indústrias e edifícios modernos.

• Automação industrial: Ambientes industriais como os setores do petróleo e gás, da energia, da metalurgia e do papel. Para controlar o fluxo de diferentes materiais, alterar o fluxo de trabalho nos processos e efetuar paragens de emergência. São essenciais para a gestão de grandes volumes de fluxo de materiais.
• Sistemas de AVAC: Em grandes edifícios, os sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (AVAC) controlam a circulação de água quente e fria ou de vapor. Estes sistemas ajudam a gerir o consumo de energia e a temperatura em diferentes zonas.
• Tratamento de água: Em estações de tratamento de água, estações de tratamento de águas residuais e instalações de dessalinização. Utilizado para controlar o caudal e a direção da água em bruto, da água tratada e dos produtos químicos. Isto inclui aplicações para água potável e o manuseamento de vários tipos de fluxos de meios.
• Alimentação e Bebidas: É necessário cumprir as normas sanitárias. Utiliza-se para controlar líquidos e gases na produção de alimentos e bebidas.
• Automação de edifícios: Em edifícios inteligentes. Utilizada para monitorizar e gerir automaticamente os sistemas de abastecimento de água, drenagem, segurança contra incêndios e ar condicionado. Abrange igualmente cenários de utilização doméstica.
• Outras utilizações: Também é muito utilizado na produção de medicamentos, em navios, na indústria ligeira e na irrigação de explorações agrícolas, mesmo em aplicações que envolvem água salgada.

Vantagens da utilização de válvulas motorizadas

A escolha de válvulas motorizadas em vez de válvulas manuais ou pneumáticas deve-se, normalmente, à necessidade de eficiência, controlo preciso, segurança e ao facto de serem uma opção acessível. Isto representa uma grande vantagem.

Em primeiro lugar, a automatização e o controlo remoto são as principais vantagens. Não é necessário que haja pessoas no local para as operar. Podem ser abertas, fechadas ou ajustadas a partir de um sistema de controlo. Isto é muito importante em locais perigosos, em alturas elevadas, no subsolo ou longe da sala de controlo. É como dotar o sistema de tubagem de um “cérebro” inteligente. Pode agir de forma autónoma com base em planos definidos ou em informações em tempo real. Entre as principais vantagens contam-se também a capacidade de lidar com uma situação de emergência real, com um corte rápido e fiável.

Em segundo lugar, as válvulas motorizadas podem proporcionar um controlo muito preciso. Especialmente as válvulas motorizadas do tipo de controlo. Estas permitem controlar com exatidão o grau de abertura da válvula com base num sinal (como 4-20 mA). Isto permite um controlo preciso de parâmetros como o caudal e a pressão. Muitos processos complexos necessitam disto, o que muitas vezes conduz a caudais mais elevados.

Além disso, as válvulas motorizadas são, normalmente, mais fáceis de instalar e manter (em comparação com sistemas hidráulicos complexos). E não dependem muito do ambiente exterior (apenas de energia). Não necessitam de uma fonte de ar comprimido nem de tubagens, ao contrário das válvulas pneumáticas. Isto significa menos pontos de fuga e menor consumo de energia.

Do ponto de vista dos custos, o custo inicial pode ser superior ao das válvulas manuais. No entanto, as válvulas motorizadas proporcionam grandes poupanças a longo prazo. Reduzem os custos com mão-de-obra e melhoram o funcionamento dos sistemas, e o controlo preciso ajuda a poupar energia e materiais.

Como escolher a válvula motorizada adequada

A escolha da válvula motorizada adequada é um processo que se faz passo a passo. É necessário ter em conta vários aspetos. É como escolher o melhor “coração” para uma máquina complexa.

Conheça os detalhes do processo

Em primeiro lugar, é necessário conhecer o fluido (o que é, se pode causar corrosão ou desgaste — por exemplo, se se trata de um meio corrosivo), a temperatura de funcionamento, a pressão de funcionamento e qual o caudal ou o nível de controlo necessários. Estes detalhes determinam diretamente o material do corpo da válvula, o material da vedação, a classe de pressão e o tipo de válvula.

Escolha o tipo de válvula e a ligação

Com base na função que a válvula deve desempenhar (fecho, controlo, direcionamento do fluxo) e nas condições da tubagem, escolha o tipo de corpo adequado (esférica, borboleta, globular, etc.) e o tipo de ligação (flange, rosca, soldadura, braçadeira, etc.).

Determinar as necessidades em termos de atuadores

Pense na forma como pretende controlá-lo (ligar/desligar, controlo, inteligente), na fonte de alimentação (por exemplo, se for necessária tensão CC), no tipo de sinal de controlo do atuador (digital, analógico), na força necessária e se é necessária alguma proteção especial, como contra explosões ou água.

Reflita sobre o ambiente e as certificações

Analise o local onde será instalado (temperatura, humidade, gases corrosivos, etc.). Além disso, verifique quais os certificados necessários para o projeto ou setor (como CE, RoHS, SIL, FDA). Em ambientes exigentes, o aço inoxidável é frequentemente o material preferido, uma vez que é o metal mais utilizado devido à sua durabilidade e resistência à corrosão. É também importante considerar válvulas capazes de suportar uma ampla gama de tensões e uma ampla gama de temperaturas.

Verificar a capacidade e o serviço do fornecedor

Para além do produto, o que importa são as competências do fornecedor, a sua experiência, a rapidez com que responde e o apoio pós-venda que presta. A escolha de um fornecedor é muito importante. Um fornecedor de confiança pode oferecer mais do que apenas os produtos que vende. Ajuda-o e orienta-o com os seus conhecimentos.

Por exemplo, a VINCER tem vindo a desenvolver soluções de válvulas automáticas há mais de dez anos. O seu foco reside nas válvulas motorizadas e pneumáticas, incluindo as populares válvulas solenóides, válvulas de esfera elétricas, válvulas de globo, válvulas de esfera manuais, bem como outros tipos de válvulas e acessórios, com o objetivo de ser um fornecedor completo. Os produtos da VINCER possuem certificação CE, RoHS, SIL e FDA, e a empresa está certificada pela norma ISO 9001, o que demonstra a sua dedicação à qualidade e ao cumprimento das normas internacionais. A VINCER dispõe de uma variedade de exemplos de projetos e de uma equipa de engenheiros qualificados. Recorrem a uma análise detalhada baseada em oito dimensões para compreender as necessidades dos clientes: análise do fluido, análise da temperatura, análise da pressão do fluido, determinação da norma de ligação, método de controlo (manual/elétrico/pneumático), requisitos de materiais e tempo de abertura/fecho do fluido. Esta forma de trabalhar permite-lhes encontrar as melhores e mais precisas soluções. Oferecem um serviço rápido, apresentando orçamentos no prazo de 24 horas e planos iniciais para vários produtos no prazo de 48 horas. Isto permite que os clientes obtenham as informações de que necessitam sem demora. Se tiver algum problema com o produto, a sua equipa irá investigar e propor soluções. Podem também disponibilizar peças gratuitas e prestar assistência por telefone ou através de vídeo. Com este tipo de apoio, os projetos decorrem sem problemas e há menos tempo de inatividade. Além disso, são mais económicos do que algumas marcas internacionais. Como resultado, os clientes podem usufruir de válvulas de alta qualidade e fiáveis a um preço mais baixo.

Práticas de instalação e manutenção

A instalação correta da válvula e a sua manutenção regular são fundamentais para garantir que uma válvula motorizada funcione bem durante muito tempo.

Instalação

• Siga o manual: Siga à risca as instruções do fabricante.
• Verificar os tubos: Certifique-se de que os tubos estão limpos, sem detritos e bem alinhados. Isto evita que a tensão nos tubos danifique a válvula.
• Verificar a direção: Procure a marca que indica a direção do fluxo no corpo da válvula (se houver).
• Ligar corretamente: Ligue os fios de alimentação e de controlo de forma correta, seguindo o esquema de ligações do atuador. Certifique-se de que o fio de terra está bem ligado.
• Teste manual: Antes de ligar a alimentação, é normalmente aconselhável utilizar o mecanismo manual para verificar se a válvula abre e fecha sem problemas.

Manutenção

• Verifique regularmente: Observe a válvula e o atuador. Verifique se há peças soltas ou se as juntas apresentam fugas.
• Lubrificar: Aplique lubrificante nas peças móveis do atuador, conforme recomendado pelo fabricante.
• Função de teste: Teste regularmente a abertura, o fecho ou o ajuste para se certificar de que funciona corretamente.
• Resolver problemas: Se algo não estiver normal, consulte o guia de resolução de problemas ou contacte o fornecedor (como a equipa de engenharia especializada da VINCER) para identificar e resolver o problema. A VINCER procura prevenir problemas futuros, apresentando bons planos desde o início. Se houver um problema com o produto, a sua equipa irá verificar a situação e apresentar soluções. Eles garantem que o problema é resolvido. Podem até fornecer peças gratuitamente e prestar assistência por telefone ou vídeo.

Tendências futuras das válvulas motorizadas

A tecnologia das válvulas motorizadas continua a melhorar. No futuro, serão mais inteligentes, mais conectadas e funcionarão melhor.

• Mais funcionalidades inteligentes: Adicione mais sensores e componentes de comunicação. Isto permitirá um melhor acompanhamento do estado, a previsão de quando é necessário efetuar reparações e a deteção de problemas à distância.
• Melhor ligação à rede: Estabeleça uma melhor ligação com a Internet das Coisas Industrial (IIoT) e com os sistemas de fábricas inteligentes. Isto permite a partilha de dados e o trabalho em conjunto.
• Mais pequeno e modular: Os atuadores e as válvulas serão mais pequenos e compostos por peças. Isto torna-os mais fáceis de instalar e substituir.
• Consuma menos energia: Criar motores e programas de controlo que consumam menos energia.
• Utilização de novos materiais: Utilize novos materiais que ofereçam melhor resistência à corrosão, ao desgaste e ao calor intenso. Isto permitirá a sua utilização em mais locais.

Conclusão

O controlo automático de fluidos é possível graças à utilização de válvulas motorizadas. Atualmente, estas são cada vez mais utilizadas na indústria e na vida quotidiana, uma vez que permitem a automatização, o controlo preciso e a gestão remota. É importante compreender os diferentes tipos de válvulas motorizadas e o seu funcionamento para escolher a mais adequada. Deve também ter em conta o que pretende que o sistema faça por si. Se as configurar e mantiver adequadamente, terão uma longa vida útil. Com o avanço da tecnologia, as válvulas motorizadas tornar-se-ão mais inteligentes e eficientes. São semelhantes às «células inteligentes» no mundo da automação. Irão introduzir novos conceitos e ajudar no controlo de fluidos em muitos domínios. Escolher a VINCER, que possui os conhecimentos e as competências para prestar um serviço de excelência, irá ajudá-lo a alcançar o sucesso no controlo automático de fluidos.