El par nominal suele ser el primer dato en el que se fija cualquiera al seleccionar un actuador. Es una referencia necesaria y fácil de comparar, pero también una de las más engañosas si se utiliza como único criterio de decisión. En muchas instalaciones, los problemas no aparecen en el momento de la puesta en marcha, sino semanas o meses después, cuando el actuador empieza a trabajar en condiciones reales de proceso.
Elegir correctamente un actuador implica analizar mucho más que un valor teórico de par. La interacción con la válvula, las condiciones de operación, el perfil de maniobras, el entorno de instalación y las exigencias de control influyen de forma directa en el rendimiento y la vida útil del conjunto. Ignorar estos factores puede traducirse en desgastes prematuros, fallos recurrentes y costes de mantenimiento evitables.
Relación real entre actuador y válvula
La selección de un actuador no puede hacerse de forma aislada. El comportamiento mecánico de la válvula y su interacción con el actuador condicionan directamente el par necesario, la fiabilidad del conjunto y su vida útil en servicio.
Tipo de válvula y comportamiento mecánico
Cada tipo de válvula presenta un comportamiento distinto frente al par aplicado. No exige lo mismo una válvula de mariposa que una de bola, una de compuerta o una de globo, ni siquiera dentro de un mismo tipo cuando cambian el diámetro, el diseño interno o los materiales. Algunas válvulas concentran el mayor esfuerzo en el arranque, mientras que otras lo hacen en el cierre final, lo que afecta directamente a cómo debe dimensionarse el actuador.
Además, el par requerido no es constante a lo largo del recorrido. Ignorar esta variabilidad puede llevar a seleccionar un actuador que, aunque cumpla en un punto concreto, trabaje forzado en otras fases de la maniobra.
Par de arranque, par de cierre y par dinámico
El par nominal del actuador no distingue entre los diferentes momentos de la operación. Sin embargo, desde el punto de vista de la válvula, no es lo mismo vencer la inercia inicial, mantener el movimiento o garantizar un cierre estanco. El par de arranque suele ser el más exigente, especialmente en válvulas que llevan tiempo sin maniobrar o que trabajan en condiciones severas.
Durante el funcionamiento dinámico, el par puede reducirse, pero en el cierre final vuelve a incrementarse para asegurar la estanqueidad. Un actuador seleccionado únicamente por par nominal puede quedarse corto en alguno de estos puntos críticos, aun cuando el valor teórico parezca suficiente.
Tolerancias mecánicas y acoplamiento actuador-válvula
El acoplamiento físico entre actuador y válvula es otro factor habitualmente infravalorado. Holguras, desalineaciones o adaptadores mal dimensionados generan pérdidas de par, esfuerzos adicionales y vibraciones que no aparecen reflejadas en los cálculos teóricos.
A esto se suman las tolerancias propias de fabricación y el desgaste progresivo de los elementos mecánicos. Un conjunto correctamente dimensionado debe ser capaz de absorber estas desviaciones sin comprometer el funcionamiento, algo que solo se consigue considerando el sistema actuador-válvula como una unidad, y no como dos componentes independientes.
Condiciones de proceso que afectan al par requerido
Las condiciones reales del proceso tienen un impacto directo en el par que la válvula necesita en cada maniobra. Estos factores suelen variar a lo largo del tiempo y rara vez coinciden con las condiciones ideales bajo las que se calculan los valores teóricos.
Presión diferencial y características del fluido
La presión diferencial a ambos lados de la válvula influye de forma decisiva en el par necesario, especialmente en válvulas que trabajan regulando caudal. A mayor presión, mayor resistencia al movimiento, lo que incrementa el esfuerzo que debe realizar el actuador, sobre todo en el arranque y el cierre.
El propio fluido también juega un papel importante. Fluidos viscosos, abrasivos o con partículas en suspensión generan mayores resistencias internas y aceleran el desgaste de los elementos de cierre, aumentando progresivamente el par requerido con el paso del tiempo.
Temperatura de operación y dilataciones
La temperatura del proceso afecta tanto a la válvula como al actuador. Las dilataciones térmicas pueden modificar las tolerancias internas, incrementar rozamientos y alterar el comportamiento mecánico de los componentes. En aplicaciones con grandes variaciones térmicas, el par necesario puede diferir notablemente del valor nominal calculado en frío.
Además, temperaturas elevadas pueden afectar a lubricantes, juntas y materiales, lo que repercute de forma indirecta en el esfuerzo que debe realizar el actuador para completar la maniobra.
Presencia de sólidos, incrustaciones o suciedad
En muchos procesos industriales, la acumulación de sólidos, incrustaciones o residuos es inevitable. Estos depósitos incrementan la resistencia al movimiento de la válvula y hacen que el par requerido aumente con el tiempo, incluso aunque las condiciones de presión y temperatura se mantengan estables.
Si este factor no se tiene en cuenta en la selección inicial, el actuador puede acabar trabajando de forma permanente cerca de su límite, con el consiguiente riesgo de fallos prematuros y paradas no planificadas.
Perfil de operación y ciclo de trabajo
El modo en que se utiliza el actuador a lo largo del tiempo es tan importante como el par que debe suministrar. Dos aplicaciones con el mismo par nominal pueden requerir actuadores muy distintos si el perfil de maniobra y el régimen de funcionamiento no son equivalentes.
Frecuencia de maniobra y número de ciclos
La frecuencia con la que la válvula abre y cierra determina el esfuerzo acumulado sobre el actuador. Un actuador sometido a maniobras constantes trabaja en un régimen mucho más exigente que otro que opera de forma esporádica, aunque ambos entreguen el mismo par.
A mayor número de ciclos, mayor desgaste de engranajes, cojinetes y elementos de transmisión. Si este aspecto no se considera desde el inicio, la vida útil real del actuador puede ser muy inferior a la esperada.
Servicio intermitente frente a servicio continuo
No todos los actuadores están diseñados para funcionar de forma continua. En aplicaciones donde se requieren maniobras prolongadas o regulaciones frecuentes, es fundamental verificar el tipo de servicio admisible y los tiempos de reposo necesarios para evitar sobrecalentamientos.
Un actuador seleccionado únicamente por par puede cumplir mecánicamente, pero fallar térmicamente si se utiliza fuera de su régimen de servicio previsto.
Impacto del uso real en la vida útil del actuador
El uso real rara vez coincide con el escenario ideal definido en proyecto. Arranques frecuentes, maniobras forzadas o condiciones de proceso variables aceleran el envejecimiento de los componentes internos.
Considerar el perfil de operación desde la fase de selección permite elegir un actuador con márgenes adecuados, reduciendo incidencias, alargando la vida útil del conjunto y evitando intervenciones de mantenimiento innecesarias.
Consecuencias de una selección basada solo en el par
Elegir un actuador basándose únicamente en el par nominal simplifica en exceso una decisión que, en realidad, afecta a la fiabilidad de todo el proceso. La experiencia demuestra que muchos problemas de operación, mantenimiento y vida útil tienen su origen en selecciones realizadas sin tener en cuenta la interacción con la válvula, las condiciones de proceso y el perfil real de uso, entre otros problemas.
Un enfoque correcto pasa por analizar el conjunto como un sistema, considerando márgenes, condiciones reales de operación y evolución del proceso a lo largo del tiempo. Solo así es posible garantizar un funcionamiento fiable, reducir incidencias y evitar costes derivados de una selección que, aunque correcta sobre el papel, no lo es en la práctica.