Válvulas de Control y Precisión del Lazo: Tres Fuentes de Incertidumbre que Comprometen el Desempeño.

En un lazo de control, “precisión” no es una palabra linda para poner en un reporte: es lo que separa un proceso estable de uno que vive corrigiéndose, oscilando o “fabricando” variabilidad. Y esa variabilidad se traduce directo en calidad de producto, consumo energético, desgaste prematuro y, en industrias de proceso, en riesgo operativo.

Muchas veces, cuando algo no controla “fino”, el dedo apunta de inmediato a la válvula. Y sí: la válvula importa (trim, fricción, histéresis, fugas internas, cavitación, flashing, etc.). Pero incluso con una válvula impecable, un lazo puede ser impreciso si el resto del sistema introduce perturbaciones o sesgos. La válvula es el “músculo”, pero el control también depende de la “sensación” (medición), del “cerebro” (controlador) y de los “nervios” (señales y aire/instrumentación).

Antes de culpar a la mecánica, vale la pena revisar el conjunto: válvula + actuador + posicionador, y además los otros actores del lazo como transmisores y controladores. A continuación, tres factores de perturbación que suelen pasarse por alto y que pueden destruir la precisión sin que la válvula sea el problema principal.

1) Medición inestable: el transmisor puede estar “mintiendo” sin estar fallado

La mayoría de los lazos “malos” se ven como una válvula nerviosa, pero el origen está en la señal de proceso. Si la medición llega contaminada (ruido, picos, offsets) o llega tarde (retardos), el controlador reacciona a información equivocada.

Perturbaciones típicas en la medición

• Ruido eléctrico / interferencias (EMI/RFI): variaciones pequeñas y rápidas que hacen que el PV “tiemble”. Resultado: el controlador corrige de más, y la válvula se mueve sin necesidad.
• Mala ubicación de elemento primario: un transmisor de presión o temperatura “bien calibrado” puede medir mal si está mal instalado. Por ejemplo, toma en un punto con recirculaciones, estratificación térmica, vibración mecánica o pulsaciones.
• Líneas de impulso y manifolds (en DP/Presión): obstrucciones parciales, trampas de líquido, burbujas, longitudes desbalanceadas… todo eso agrega retardo y sesgo.
• Calibración y “drift” no detectado: un transmisor puede estar dentro de rango pero con offset. El lazo controla, sí… pero controla “al lugar equivocado”.

Cómo se manifiesta en planta

• Válvula que modula constantemente aunque el proceso no cambie tanto.
• Oscilaciones que empeoran cuando se ajusta agresivo el PID.
• Diferencias entre medición local (indicador) y la señal en el DCS/PLC.

Qué revisar rápido

• Tendencias: ¿el PV tiene ruido de alta frecuencia?
• Verificación de puesta a tierra, apantallamiento y ruta de cables.
• Punto de medición y condición de instalación (impulsos, sellos remotos, termopozo).
• Filtro digital / damping del transmisor: un mal ajuste puede hacer más daño que beneficio (o filtrar tanto que “duerme” al lazo).

2) La “verdadera” válvula no es solo el cuerpo: actuador + posicionador definen la repetibilidad

Incluso si el cuerpo y el trim son correctos, el control fino depende muchísimo de cuánta autoridad tiene el actuador y de cómo posiciona el posicionador frente a fricción, cambios de carga y variaciones de suministro.

Perturbaciones típicas en válvula/actuación

• Fricción estática (stiction): la válvula no responde a pequeños cambios de señal, hasta que “salta”. Produce diente de sierra en el PV y sobrecorrecciones.
• Backlash / juego mecánico: especialmente en enlaces, palancas, y algunos conjuntos mal alineados. La señal cambia pero el vástago no sigue de forma proporcional.
• Suministro de aire inestable (instrument air): variaciones de presión o calidad (humedad/aceite) afectan la capacidad del posicionador y la velocidad/consistencia del actuador.
• Posicionador mal configurado: curvas, linealidad, characterization, ganancia, tiempos de respuesta, calibración de recorrido, feedback mal ajustado.
• Dimensionamiento del actuador: cuando el actuador trabaja “al límite” de torque/force, cualquier cambio de ΔP, fuerzas hidráulicas o packing lo saca de control.

Cómo se manifiesta en planta

• El lazo “caza” alrededor del setpoint.
• Cambios pequeños de salida del controlador no producen cambio real de caudal/presión.
• Histeresis visible: sube y baja por caminos distintos.
• En válvulas con alta caída de presión: tendencia a inestabilidad o comportamiento no lineal.

Qué revisar rápido

• Pruebas de recorrido y firma de válvula (si aplica).
• Calidad del aire: punto de rocío, filtros, reguladores, presión estable.
• Configuración del posicionador y calibración de travel.
• Revisión de empaquetadura, alineación del vástago, lubricación según fabricante.
• Confirmar si la característica instalada coincide con lo esperado (no solo la “inherente”).

3) Controlador mal sintonizado: el PID puede amplificar las perturbaciones

El controlador no “crea” precisión por sí solo: interpreta la medición y decide cuánto actuar. Si el lazo tiene retardos, no linealidades o ruido, una sintonía “genérica” puede transformar un lazo estable en un generador de oscilaciones.

Perturbaciones típicas desde el control

• PID demasiado agresivo: responde al ruido y produce movimiento innecesario de válvula (desgaste + variabilidad).
• Integral mal aplicada: exceso de integral puede provocar sobrepasos y ciclos; poca integral deja offset.
• Retardos del proceso ignorados: dead time alto exige otra estrategia (filtros, sintonía conservadora, feedforward, split-range correcto, etc.).
• Escalado y rangos incorrectos: cuando el PV u OP está mal escalado, el controlador “cree” que corrige poco o mucho y actúa de forma errónea.
• Modo/estrategia incorrecta: control directo/inverso, anti-reset windup, limits, bumpless transfer… pequeños detalles que cambian todo.

Cómo se manifiesta en planta

• Oscilaciones “limpias” y repetitivas (casi sinusoidales).
• Respuesta lenta y con offset permanente.
• Saturación de salida (OP al 0% o 100%) y luego recuperación brusca.

Qué revisar rápido

• Tendencias PV/OP/SP: ¿hay ciclos? ¿coinciden con cambios de carga o aparecen “solos”?
• Sintonía y filtros: ¿el controlador está persiguiendo ruido?
• Límites, anti-windup y lógica de override (si existe).
• Confirmar si el proceso requiere estrategia adicional: feedforward, cascade, ratio, split-range, etc.

La idea clave: la precisión es una cadena, y se rompe por el eslabón menos obvio

Un lazo de control preciso se construye cuando medición, control y elemento final trabajan como un sistema coherente:

• Si la medición es ruidosa o sesgada → el controlador se equivoca.
• Si el PID está mal sintonizado → amplifica ruido y retardos.
• Si actuador/posicionador no garantizan repetibilidad → la válvula no traduce la orden en acción real.

Por eso, antes de cambiar la válvula o “culpar” al trim, conviene evaluar el lazo completo. Muchas veces la mejora más grande viene de corregir una perturbación “periférica” (aire, instalación, sintonía, calibración), no de reemplazar hardware mayor.

Lleva tu competencia en válvulas de control al nivel de ingeniería de proyectos

Si querés dominar de verdad la precisión en lazos de control desde la perspectiva de ingeniería de proyectos (selección, dimensionamiento, validación de hojas de datos, criterios de cavitación/flashing, actuación/posicionamiento y buenas prácticas de implementación), en INSTRUMATIK,S.A.S tenemos capacitaciones específicas en Válvulas de Control partiendo de los fundamentos hasta formaciones profesionales orientadas a entregables reales y criterios aplicables en planta.

Únete a nuestra lista de espera en cualquiera de las formaciones acá abajo:

Fundamentos esenciales a las Valvulas de Control: https://bit.ly/fund-esenciales-valvulasdecontrol

Dimensionamiento de Valvulas de Control Nivel basico: https://bit.ly/dim-valvulascontrol-basico

Dimensionamiento de Valvulas de control Nivel Avanzado: https://bit.ly/dim-valvulascontrol-avanzado

Ingenieria Basica de Valvulas de control: https://bit.ly/ing-basica-valvulascontrol

Ingenieria de Detalle Valvulas de control: https://bit.ly/ing-detalle-valvulascontrol