Na automatização de processos de manipulação de fluidos, ar ou gases, tornou-se bastante comum o uso de válvulas solenoides para acionamento, controle ou segurança. A válvula solenoide possui uma bobina por meio da qual, quando é acionada por corrente elétrica, gera uma força que, por sua vez, aciona o êmbolo da válvula, criando assim um sistema de abertura e fechamento.

Mas a válvula solenoide também é composta por dois módulos: um conjunto eletromagnético, constituído por um solenoide e seu núcleo móvel, e um corpo e válvula, onde estão situadas as aberturas de entrada, passagem e saída, sobre as quais atuam obturadores do tipo agulha, guilhotina ou discos de vedação, além de conjuntos corrediços com anéis de vedação.

Independentemente do fluido utilizado, é essencial que esteja sempre limpo, sem partículas sólidas em suspensão, com viscosidade abaixo de 60 cSt (Centistoke), numa faixa de pressão de 0,1 a 17 bar e temperatura de operação entre -200ºC e +180ºC. Casos específicos podem se situar significativamente fora dessa faixa.

CLASSIFICAÇÕES

As válvulas são classificadas de acordo com o número de entradas e saídas – 2, 3, 4 ou 5 vias. Em esquemas hidráulicos, esses componentes são indicados conforme a simbologia mostrada no quadro da pág. 60.

Conceitualmente, podem ser ‘monoestáveis’ (que voltam a uma posição estável quando desenergizadas) ou ‘biestáveis’ (com duas bobinas, uma para cada posição). As válvulas monoestáveis de duas vias se fecham quando desenergizadas e, por isso, são chamadas de ‘normalmente fechadas’.

Do mesmo modo, as que permanecem abertas nessa situação são chamadas de ‘normalmente abertas’. Já as válvulas de mais vias possuem várias denominações, dependendo da forma de trabalho, uma vez que podem ter diversas posições. Além disso, algumas válvulas de três vias possuem configuração universal, que permite a instalação como normalmente aberta ou normalmente fechada e, ainda, com fluxo convergente ou divergente.

As válvulas de solenoide simples atuam através de um sinal elétrico contínuo, enquanto as válvulas de duplo solenoide atuam por meio de sinais alternados, ou seja, uma vez eliminado o sinal elétrico, a válvula mantém a posição do último sinal, a não ser quando o sinal deva ser contínuo.

As válvulas também podem ser de ação direta, servo-operadas ou combinadas, com rearme manual ou automático, dependendo da aplicação. Em alguns casos, o solenoide pode ser substituído por um atuador hidráulico ou pneumático. Algumas possuem o comando manual como alternativa, para ser usada em caso de falta de energia.

APLICAÇÃO

As válvulas também podem ser agrupadas de acordo com sua aplicação mais comum, embora possam ter outras utilizações. Nesse sentido, as principais aplicações incluem as chamadas ‘válvulas para uso geral’, utilizadas para fluidos comuns, desde vácuo até altas pressões e temperaturas, com uso em praticamente todas as áreas industriais, tais como bombas automáticas de combustível, equipamentos para solda oxiacetilênica e em atmosfera inerte, sistemas contra incêndio, medidores de líquidos ou gases, reguladores de nível, sistemas de tratamento d’água, máquinas de limpeza, sistemas criogênicos e de calefação e outras.

Podendo ser de 3, 4 ou 5 vias, as ‘válvulas direcionais’ são utilizadas para direcionar o fluxo e acionar cilindros de simples ou duplo efeito. Também são usadas para alternar o fluxo de dois fluidos diferentes em um mesmo circuito ou para derivação alternada para dois circuitos. Por sua vez, as ‘válvulas para combustíveis’ são usadas na indústria petrolífera ou petroquímica, em circuitos de automação e segurança. Existem ainda válvulas para uso em instalações de gás natural, GLP e outros gases, usadas como dispositivo de segurança em queimadores, por exemplo.

Há ainda ‘válvulas para refrigeração’, com aplicação no controle de fluidos refrigerantes de sistemas comerciais e industriais, ‘válvulas para produtos corrosivos ou contamináveis, construídas com materiais compatíveis com esses fluidos, e ‘válvulas de rearme manual’, usadas em sistemas de desligamento de emergência por superaquecimento, excesso de pressão, falta de chama, nível etc.

Já o ‘controlador de potência’ (CP) é um dispositivo de estado sólido inserido no conector das bobinas para controlar a sua potência. Serve para induzir uma força magnética maior no momento da abertura e, depois, reduzir essa potência durante a sustentação. O CP permite a entrada da voltagem nominal diretamente na bobina (em aproximadamente 50 milissegundos) para, em seguida, a reduzir automaticamente a 20%.

INSTALAÇÃO

Para a especificação de uma válvula, é necessário levar em conta diversos fatores, tais como características do fluido (dependendo de seu grau de limpeza, pode ser necessário instalar um filtro de porosidade inferior a 100 µ antes da entrada da válvula), faixa útil de pressão, temperatura, viscosidade, vazão e grau de corrosão do fluido.

Além disso, fatores como o uso em ambientes internos ou sujeitos à intempérie, umidade, jatos d’água, risco de explosão ou alagamento e outros também precisam ser levados em conta. Algumas bobinas são encapsuladas e incorporam proteção contra intempéries.

Normalmente, o tempo de resposta é bastante rápido. Os modelos de ação direta abrem e fecham com ar a uma pressão de 6 bar, em cerca de 8 a 50 milissegundos. Já os servo-operados são mais lentos, levando geralmente de 50 a 800 milissegundos. Quando são usados líquidos, esse tempo pode duplicar. Já o tempo de corte de uma válvula termoelétrica de segurança é de 45 a 60 segundos.

Quanto à instalação em si, a melhor posição é em linha horizontal, com a bobina voltada para cima. Todavia, antes de iniciar qualquer serviço de instalação ou manutenção, é necessário certificar-se de que a alimentação de energia está desligada e que não há pressão na linha hidráulica.

Todas as linhas ligadas ao local devem ser despressurizadas.

Também é imprescindível garantir a compatibilidade com a voltagem e corrente indicadas na placa da válvula. Deve-se ainda respeitar o sentido de fluxo, indicado por uma seta no corpo da válvula. Para tanto, a pressão de entrada precisa ser sempre maior que a pressão de saída. As válvulas de abertura lenta e fechamento rápido possuem elementos específicos para regulagem desses dois parâmetros.

PROCEDIMENTOS

Ainda no que se refere à instalação, a tubulação deve estar limpa e sem rebarbas, com o produto protegido contra exposição a temperaturas extremas. O uso de veda-rosca deve ocorrer somente nas roscas macho e em pequenas quantidades, enquanto a pressão da linha de ar comprimido, quando usada, deve ser compatível com as pressões de trabalho da válvula. Já o ar deve ser limpo, filtrado, lubrificado e isento de umidade.

Para executar um reparo, é preciso atentar-se inicialmente que a violação do lacre acarreta a perda da garantia do produto. Como regra de procedimento, recomenda-se que seja feita uma limpeza programada, cuja periodicidade dependerá do fluido e das condições de operação. No caso de vazamento excessivo, deve ser feita a desmontagem da válvula e a limpeza de todas as peças. A atuação incorreta deve ser causada por desgaste nas guarnições do conjunto do solenoide ou curto-circuito na parte elétrica.

Por fim, o correto funcionamento do solenoide é indicado por um ‘click’ metálico quando ocorre a energização. A ausência desse ruído pode ser causada por fusíveis queimados ou soltos, fiação interrompida ou problemas de contato, bobina queimada, voltagem abaixo de 85% da indicada na placa de identificação ou pressão incorreta, dentre outros fatores.

Saiba mais:
Fiori: fioridobrasil.com.br
Fronius: www.fronius.com/pt-br/brasil
JCB: www.jcb.com/pt-br
Scania: www.scania.com/br/pt/home