Glauco Diniz Duarte Empresa – Para que serve o solenoide

Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, a válvula solenoide, também denominada eletroválvula, é um dispositivo eletromecânico de um circuito hidráulico, que utiliza uma corrente elétrica para gerar um campo magnético e assim ativar um solenoide, o qual vai controlar a abertura da válvula para a passagem de um fluido.

É preciso distinguir as válvulas solenoides das válvulas com acionamento elétrico. Estas últimas dispõem de um sistema de acionamento independente e exterior ao corpo da válvula, enquanto as válvulas solenoides são compostas por um único bloco, sendo impossível separar o sistema de acionamento do corpo da válvula. As válvulas solenoides são, geralmente, mais compactas do que as válvulas convencionais.

Como escolher uma válvula solenoide?

Para escolher a válvula solenoide adequada, é imprescindível saber para que tipo de fluido será utilizada. Em geral, as válvulas solenoides destinam-se a operar com fluidos que não contenham partículas sólidas, como água, óleo, produtos derivados do petróleo, vapor, ar comprimido e fluidos térmicos. Esta informação é essencial para decidir de que materiais deverá ser composta a sua eletroválvula. A maioria das válvulas solenoides são feitas de latão (material ideal para água, óleo combustível, ar e gás inerte), de aço inoxidável (para líquidos e gases corrosivos, bem como para líquidos alimentares) ou de plástico (principalmente nos setores alimentar e químico).

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Para evitar riscos de mau funcionamento devido à presença de partículas sólidas, também chamadas de impurezas, recomendamos que instale um filtro à entrada da válvula solenoide.

As válvulas solenoides podem ser de 2 vias ou mais. Geralmente são designadas por dois dígitos: um que indica o número de vias e o outro o número de posições. Por exemplo, uma válvula solenoide 3/2 tem 3 vias e 2 posições.

A maioria das válvulas solenoides são de tipo on/off, isto é, têm duas posições possíveis (aberta ou fechada), mas outras são concebidas para operar de forma proporcional à corrente ou à tensão de alimentação.

Em função da sua aplicação e para otimizar o tempo de alimentação elétrica da válvula solenoide, pode optar por uma válvula normalmente fechada (NF) ou por uma válvula normalmente aberta (NO).

• • A válvula solenoide normalmente fechada abre-se quando há passagem de corrente elétrica para ativar o solenoide.

  • A válvula solenoide normalmente aberta fecha-se quando há passagem de corrente elétrica para ativar o solenoide.

Se necessário, também pode optar por uma válvula solenoide biestável, que conserva a posição mesmo em caso de falha de energia. A principal vantagem destas válvulas é o facto de consumirem muita pouca energia.

As válvulas solenoides são geralmente sensíveis à humidade. Deve ter em consideração as condições ambientais em que a válvula solenoide irá operar para escolher um dispositivo com um grau de proteção (IP) adequado. Em alternativa, poderá selecionar um nível de proteção mais baixo e mudar a válvula solenoide para um local menos húmido.

As eletroválvulas são também classificadas pelo diâmetro nominal (DN), uma vez que são integradas diretamente num circuito. O diâmetro das portas e das tubagens é estipulado por normas e varia em função do país ou da zona geográfica onde as válvulas serão utilizadas, bem como dos fluidos que irão circular nas mesmas.

As válvulas solenoides também podem estar sujeitas a outras normas, como as que regem os equipamentos instalados em zonas ATEX (Atmosferas Explosivas), em particular nas indústrias do setor da energia.

Válvula solenoide de ação direta ou indireta?

As válvulas solenoides servo-acionadas (também conhecidas como «pilotadas» ou «de ação indireta») utilizam a diferença entre a pressão do fluido à entrada e à saída para abrirem e fecharem. Consequentemente, só permitem o fluxo do fluido numa direção. Neste caso, a bobina tem como função fornecer o sinal de abertura e de fecho, não precisando para isso de uma potência elétrica elevada. As válvulas solenoides servo-acionadas são indicadas sobretudo para caudais elevados, que garantam uma diferença de pressão suficientemente ampla entre a entrada e a saída da eletroválvula para acioná-la.

As válvulas solenoides de ação direta não necessitam de uma pressão diferencial para operar, pois a bobina atua diretamente sobre o diafragma ou o êmbolo, mas podem requerer uma potência elétrica significativa. Estas eletroválvulas são maioritariamente utilizadas para baixos caudais, com uma pressão que pode variar entre 0 bar e a pressão máxima permitida no circuito.

Quando optar por uma válvula solenoide?

Deverá optar por uma válvula solenoide quando precisar de controlar o fluxo de um líquido ou de um gás, seja para regulação da quantidade, seja para comando de abertura/fecho. Por outras palavras, a válvula solenoide poderá servir para abrir e fechar um circuito, para dosar produtos, para misturar gases ou líquidos, entre outros.

As suas aplicações são variadas, desde o controle de válvulas de processo convencionais on/off até ao controle de válvulas específicas, como as de proteção contra a sobrepressão e as de bloqueio de segurança, passando pelo controle de fluidos em aplicações como válvulas de sistemas de proteção contra incêndios. Uma das vantagens das válvulas solenoides em relação às válvulas clássicas é que o seu princípio de funcionamento permite uma resposta muito rápida.

Por essa razão, encontramo-las nomeadamente nas seguintes aplicações:
– Nos compressores: durante a fase de arranque, a válvula solenoide é utilizada para descarregar o compressor a fim de reduzir o binário no motor.

– Nas estações de montagem: o sistema «pick and place» utiliza o vácuo para movimentar as peças. O caudal é lento e a rapidez de resposta da válvula solenoide permite alcançar velocidades de serviço elevadas.

– Na agricultura: em sistemas de irrigação, a capacidade de resposta rápida da válvula solenoide pode gerar uma poupança significativa de água. Em certos casos específicos, como por exemplo em prensas industriais, onde uma falha da válvula solenoide pode colocar em perigo a segurança do operador, é possível utilizar válvulas duplas.

Trata-se, geralmente, de eletroválvulas 3/2 equipadas com um sistema de duplo solenoide, que permite compensar a eventual falha de um deles.

Como dimensionar uma válvula solenoide?

Com vista ao correto dimensionamento de uma válvula solenoide, é necessário ter em conta o caudal, que permitirá determinar o coeficiente de perda de carga (kv). O coeficiente de perda de carga, ou coeficiente de escoamento, é um valor teórico que indica o volume de água à temperatura ambiente que flui através da válvula quando a perda de pressão é igual a 1 bar durante um minuto. Este valor é indicado em litros por segundo (l/s) ou em metros cúbicos por hora (m3/h).

Deve ainda conhecer a pressão de entrada e a pressão de saída, a fim de calcular a perda de carga da válvula solenoide. No caso das válvulas solenoides servo-acionadas, a perda de carga deve ser pelo menos igual à pressão diferencial mínima necessária ao correto funcionamento do sistema.

Em seguida, há que ter em consideração o diâmetro de entrada e de saída (indicado em polegadas ou em milímetros) e o tipo de ligação (com rosca ou com flange).

A escolha do número de vias de uma válvula solenoide (2, 3, 4 ou 5 vias) dependerá do uso previsto:

• • A válvula solenoide de 2 vias é utilizada, em particular, para a alimentação direta de um circuito, por exemplo, para encher um tanque.

  • A válvula solenoide de 3 vias tem como principal aplicação a regulação de um circuito. É geralmente utilizada com dois tubos de entrada e um tubo de saída para realizar a mistura de dois fluidos com um caudal constante. Também é possível utilizá-la com um tubo de entrada e dois tubos de saída com vista a regular o caudal numa das saídas, desviando a circulação do fluido para a outra saída.

  • As válvulas solenoides de 4 vias possuem duas entradas e duas saídas e são utilizadas, por exemplo, para a inversão do ciclo em bombas de calor.

Por último, é importante levar em conta a tensão de alimentação da válvula solenoide.

Chama-se a atenção para o facto de que, embora algumas válvulas direcionais pneumáticas e hidráulicas se assemelhem a válvulas solenoides, o princípio de funcionamento é diferente. As válvulas direcionais servem principalmente para controlar os atuadores em circuitos pneumáticos e hidráulicos.

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