VALVULAS

VALVULA  SOLENOIDE


¿Qué es una válvula de solenoide? 

Este tipo de válvulas es controlada variando la 
corriente que circula a través de un solenoide (conductor 
ubicado alrededor de un émbolo, en forma de bobina). Esta 
corriente, al circular por el solenoide, genera un campo 
magnético que atrae un émbolo móvil. Por lo general estas 
válvulas operan de forma completamente abierta o 
completamente cerrada, aunque existen aplicaciones en las 
que se controla el flujo en forma lineal. 
Al finalizar el efecto del campo magnético, el émbolo 
vuelve a su posición por efecto de la gravedad, un resorte o 
por presión del fluido a controlar. 
Electroimanes 
El solenoide, bajo el efecto de corriente circulante, se 
comporta como un electroimán. Atrae materiales 
ferromagnéticos, producto de la alineación de momentos 
magnéticos atómicos. El campo magnético, creado al circular 
corriente por el solenoide, actúa sobre el émbolo móvil de 
material magnético. Se produce una fuerza que ocasiona el 
desplazamiento del émbolo permitiendo el cierre o apertura 
de la válvula. En la Figura Nº1 se aprecia un esquema del 
fenómeno. La bobina o solenoide genera un campo 
magnético, de acuerdo a la Ley de Ampere: 
abrazada
H ⋅ dl = i
∫
r r
Este campo produce una fuerza sobre el émbolo o 
núcleo móvil, tal como se aprecia en la Figura Nº2. 
La acción de esta fuerza de origen magnético 
constituye el principio de funcionamiento de toda válvula de 
solenoide. 



2. CLASIFICACIÓN 
Existen muchos tipos de válvulas de solenoide. Todas 
ellas trabajan con el principio físico antes descrito, sin 
embargo se pueden agrupar de acuerdo a su aplicación, 
construcción o forma: 
Según su aplicación: Acción Directa u Operadas mediante 
piloto. 
Según su construcción: Normalmente abierta o Normalmente 
cerrada. 
Según su forma: De acuerdo al número de vías. 

estas 

A continuación se profundizarán cada una de esta
categorías, detallando su funcionamiento y aplicación.



3. VÁLVULAS DE SOLENOIDE DE ACCIÓN 
DIRECTA 

En este tipo de válvulas, el émbolo móvil controla el 
flujo debido al efecto de la fuerza de origen magnético 
directamente. Para ejemplificar el modo de trabajo de estas 
válvulas en general, se estudiará el funcionamiento de la 
válvula de solenoide de acción directa, normalmente cerrada 
de dos vías de la Figura Nº3. 
Figura 3: Válvula de Acción Directa. 
En ella, al no circular corriente por la bobina, la aguja 
asociada a la parte inferior del émbolo cierra el orificio 
deteniendo el flujo. Al energizar el solenoide, se genera un 
campo magnético que ejerce fuerza sobre el émbolo 
atrayéndolo hacia arriba. De esta manera la aguja se levanta, 
permitiendo el paso del fluido. Al finalizar el efecto de la 
corriente eléctrica, la fuerza ascendente sobre el émbolo cesa. 
Este cae, por efecto de la gravedad, cerrando mediante la 
aguja el orificio, impidiendo de esta manera el paso del flujo 
por la tubería. En otras aplicaciones, se ocupan resortes que 
permiten la instalación de la válvula en posiciones no 
verticales, prescindiendo de esta manera de la fuerza de 
gravedad. 
Desde luego, mientras mayor sea la diferencia de 
presión entre la entrada y la salida del fluido, mayor tendrá 
que ser la fuerza ejercida sobre el émbolo móvil para cerrar 
(o abrir dependiendo del caso) el orificio de la válvula. 
Debido a lo anterior, existe un límite máximo de diferencia 
de presiones con las que puede trabajar cada válvula. Este 
límite se conoce como “Diferencial Máximo de Presión de 
Apertura”. 
Diferencial Máximo de Presión de Apertura (MOPD): 
Tal como se dijo anteriormente, mientras mayor sea la 
diferencia de presiones entre la entrada y la salida, más 
fuerza será necesaria para abrir o cerrar la válvula. También, 
mientras mayor sea el orificio de la válvula, mayor será el 
área afectada por esta diferencia de presiones, haciendo aún 
más difíciles los movimientos de la aguja asociada al émbolo. 
Por lo tanto, dado la fuerza máxima con que el electroimán 
puede atraer al émbolo, existe un límite para la diferencia de 
presiones entre la entrada y la salida. Si la presión excede 
este límite, el solenoide será incapaz de mover al émbolo, 
dejando a la válvula sin capacidad de actuación. Si se 
requiere de un gran MOPD, la fuerza que deberá ejercer el 
campo sobre el émbolo deberá ser grande. De esta manera, 
será necesaria una gran bobina, aumentando los costos de 
construcción de la válvula. Debido a lo anterior, las válvulas 
de acción directa se limitan a aplicaciones en las que se 
trabaja con diferencias de presiones y caudales pequeños. 
Para grandes flujos y presiones se utilizan válvulas de 
solenoide operadas por piloto. 


4. VÁLVULAS DE SOLENOIDE OPERADAS POR 
PILOTO 



Las válvulas de solenoide operadas por piloto se basan 
en una combinación de la bobina solenoide, descrita 
anteriormente, y la presión de la línea o tubería.  En este tipo 
de válvulas, el émbolo está unido a un vástago de aguja, que 
a su vez cubre un orificio piloto en vez del puerto principal. 
En la Figura 4 se aprecia, a modo de ejemplo, una válvula de 
solenoide operada por piloto, normalmente cerrada, de dos 
vías con pistón flotante. 
Figura 4: Válvula operada por piloto, normalmente cerrada 
de dos vías y pistón flotante 
Existen tres tipos básicos de válvulas operadas por 
piloto: 
•  Pistón Flotante. 
•  Diafragma Flotante. 
•  Diafragma Capturado. 
Los tres tipos de válvulas operan con el mismo 
principio. Cuando la bobina  es energizada, el émbolo es 
atraído hacia el centro de la bobina, abriendo el orificio 
piloto. Una vez hecho esto, la presión atrapada arriba del 
pistón o diafragma se libera  a través del orificio piloto, 
creando así un desbalance de presión a través del pistón o 
diafragma. De este modo, la presión inferior es mayor a la 
superior, forzándolo a subir y produciendo la apertura del 
puerto principal. 
Cuando se desenergiza la bobina solenoide, el émbolo 
cae y el vástago de aguja cierra el orificio piloto, provocando 
la igualación de las presiones sobre y bajo el pistón o 
diafragma, los cuales caen para cerrar el puerto principal. En 
la Figura 5 es posible apreciar un diseño de válvula solenoide 
idéntico al de la Figura 4, sólo que ésta posee un diafragma 
flotante en vez de un pistón. 
Es usual observar en válvulas de tamaño mediano, que 
el orificio piloto se localiza encima del pistón o del 
diafragma. En válvulas grandes, donde es mayor el 
movimiento del diafragma o pistón, es frecuente ubicar el 
orificio piloto en un punto alejado del dispositivo móvil, por 
cuestión de diseño práctico. Se aprecia en la Figura 6 como la válvula solenoide piloto no hace contacto con el pistón, sino 
que maneja la presión que afecta a este a través de sus 
conexiones a la línea y a la cámara piloto. De esta manera, 
cuando la solenoide piloto está desenergizada, se acumula 
presión alta en la cámara piloto, provista a través de una 
conexión de alta presión, forzando la clausura del pistón. Al 
energizarse el solenoide, se libera la presión de la cámara 
piloto y se igualan las presiones, haciendo que el resorte 
levante el pistón y abra la válvula. Estas válvulas son 
conocidas también como “operadas por piloto externo”, 
dejando para las válvulas anteriores la denominación de 
“operadas por piloto interno”. 
Figura 5: Válvula operada por piloto, normalmente cerrada 
de dos vías y diafragma flotante 
Figura 6: Válvula operada por piloto externo, normalmente 
cerrada de dos vías y pistón flotante 
Al igual que las válvulas de acción directa, se deben 
tener ciertas consideraciones sobre la relación entre las 
presiones que afectan al pistón o diafragma. De esta forma, 
las válvulas solenoide operadas por piloto requieren de una 
mínima diferencia de presiones entre la entrada y la salida 
para producir la apertura del puerto principal y mantener al 
pistón o diafragma en posición  abierta. Esta diferencia de 
presiones es conocido como “Diferencial Mínimo de Presión 
de Apertura”. 
Diferencial Mínimo de Presión de Apertura (MinOPD): 
Según se explicó, una válvula de acción directa no 
puede actuar si las presiones de la tubería exceden su MOPD. 
Ello exigiría una mayor fuerza magnética, lo que implica un 
gasto excesivo en una bobina del tamaño adecuado. 
Es por esto que en aplicaciones de actuación en 
presencia de presiones mayores, se utilizan las válvulas de 
solenoide operadas por piloto. El objetivo de la actuación, la 
apertura del orificio piloto, es que sea realizada con el menor 
esfuerzo posible. Sin embargo, en las válvulas operadas por 
piloto es necesario un diferencial de presión específico una 
vez que el orificio piloto ha  permitido la igualación de las 
presiones de entrada y salida. Este MinOPD es requerido 
para levantar al pistón o diafragma del puerto principal. 
Es importante señalar que las válvulas operadas por 
piloto, al igual que las de acción directa, deben evitar exceder 
su MOPD, para lograr un flujo adecuado dentro de la línea. 
Variantes para Válvulas de Solenoide: 
Los principios de operación ya vistos se aplican a una 
gran variedad de válvulas de solenoide, las cuales difieren 
entre ellas según ciertas variantes mecánicas y de 
construcción. Algunos ejemplos de estas variantes son: 
•  Émbolos de Carrera Corta: Están rígidamente 
conectados a la aguja. Éstos siempre serán utilizados en 
válvulas de acción directa. 
•  Émbolos de Carrera Larga: Dan un “golpe de martillo” 
a la válvula al producirse la apertura. 
•  Construcción interconectada mecánicamente de pistón 
a émbolo: Se utiliza cuando no hay disponible una 
presión diferencial que haga flotar el pistón. Esta 
construcción permite que una válvula de solenoide 
relativamente grande abra y permanezca en posición 
abierta, con una mínima caída de presión a través de la 
válvula. Se usa principalmente en trabajos con líneas de 
succión. 
•  Válvulas operadas por piloto y cargadas con resorte: Se 
utilizan en puertos de diámetros grandes.


                              
                               VALVULAS DE DOS VIAS




De acuerdo a su forma, las válvulas se pueden clasificar 
según la cantidad de entradas y/o salidas que ella posee. De 
esta manera, los tres tipos principales de válvulas son las de 
dos, tres y cuatro vías. 
La válvula de dos vías es el tipo de válvula solenoide 
más común, ya que posee una conexión de entrada y una de 
salida, controlando el flujo del fluido en una sola línea. Ya se 
ha explicado en profundidad el funcionamiento de válvulas 
de acción directa y operadas por piloto y pistón, por lo que 
ahora se dará una reseña del funcionamiento de las válvulas 
con diafragma flotante. 
En la Figura 7 se aprecia una válvula operada por piloto, 
normalmente cerrada y con diafragma flotante. Estas válvulas 
poseen un orificio igualador que comunica la presión de la 
entrada con la parte superior del diafragma, empujándolo 
contra el asiento y manteniendo, de esta manera, cerrada la 
válvula. El orificio piloto debe ser más grande que el orificio 
igualador. Cuando se energiza la bobina, el émbolo es atraído 
por el campo magnético y levanta la aguja del orificio piloto, 
produciendo la reducción de la presión arriba del diafragma, 
igualándola con la de salida. El diferencial de presión 
resultante a través del diafragma crea una fuerza que lo 
levanta del puerto principal generando la apertura de la 
válvula. Al desenergizar la bobina se cerrará el orificio 
piloto, provocando que la presión de entrada se vaya por el 
agujero igualador y se igualen las presiones sobre y bajo el 
diafragma. De esta forma, el dispositivo se volverá a sentar y 
se cerrará la válvula. Otra especificación de las válvulas de solenoide 
corresponde a agruparlas según su construcción, ya fuera 
como normalmente abierta o normalmente cerrada. 
Básicamente, para el caso de las válvulas solenoide la 
especificación dependerá del sentido en que actúe la fuerza 
de la bobina sobre el émbolo. Para la válvulas de acción 
directa, en los casos en que la aplicación de energía a la 
bobina abra el puerto principal se hablará de una situación 
normalmente cerrada, ya que este será el estado de la válvula 
desenergizada. Esto se aprecia en la Figura 8. 
En cuanto a las válvulas operadas por piloto, será 
normalmente abierta cuando el solenoide deba ser energizado 
de tal forma que produzca un desequilibrio de presiones para 
forzar el cerrado del pistón o diafragma. En algunos casos, la 
válvula estará normalmente abierta gracias a un resorte que 
forzará la apertura del pistón y ejercerá una fuerza opuesta a 
la del émbolo. Se observa un válvula normalmente abierta en 
la Figura 9. 
La ventaja de las válvulas normalmente abiertas radica 
en que permanecerán abiertas en caso de fallas en el sistema 
eléctrico, algo necesario en algunos casos. Estas válvulas con 
utilizadas especialmente en labores que requieren que haya 
un flujo de fluido la mayor parte del tiempo. 


                 
                             VALVULAS DE TRES VIAS




Las válvulas de tres vías tienen una conexión de entrada 
que es común a dos conexiones de salida distintas, como la 
que se muestra en la Figura 10. Las válvulas de tres vías son, 
básicamente, una combinación de la válvula de dos vías 
normalmente cerrada y de la válvula de dos vías 
normalmente abierta, en un solo cuerpo y con una sola 
bobina. La mayoría de estas válvulas son operadas por piloto. 

Veamos su funcionamiento. Al estar la bobina 
desenergizada, con el orificio piloto clausurado, en la parte 
superior del ensamble del pistón se tiene una presión P1, la 
cual llega a través de la conexión piloto externa que se 
observa a la derecha y arriba de la figura. La parte inferior 
del pistón se encuentra directamente expuesta a la presión de 
la entrada, P2, produciéndose una diferencia de presiones P2 
- P1 que levanta el pistón. Esto permite el flujo de fluido 
desde la entrada hacia la salida inferior, ya que cierra el 
puerto para la salida lateral y lo abre para la salida de abajo.  
Para producir el efecto de desviación, se debe energizar 
la bobina, con lo cual se levanta el émbolo y la aguja destapa 
el orificio piloto. De esta forma, se permite el paso del fluido 
presente en la entrada a través del tubo capilar y hacia la 
parte superior del ensamble del pistón. Así, se consigue una 
igualación de las presiones sobre y bajo el pistón, el cual es 
finalmente empujado hacia abajo por un resorte ubicado 
sobre éste. Se tendrá entonces que el puerto lateral se abre y 
el inferior se cierra, con lo que flujo se moverá hacia la salida 
lateral.


                     
                         VALBULA CHECK

Las válvulas antirretorno, también llamadas válvulas de retención, válvulas uniflujo o válvulas "check", tienen por objetivo cerrar por completo el paso del fluido en circulación -bien sea gaseoso o líquido- en un sentido y dejarlo libre en el contrario. Tiene la ventaja de un recorrido mínimo del disco u obturador a la posición de apertura total.¹

Se utilizan cuando se pretende mantener a presión una tubería en servicio y poner en descarga la alimentación. El flujo del fluido que se dirige desde el orificio de entrada hacia el de utilización tiene el paso libre, mientras que en el sentido opuesto se encuentra bloqueado. También se las suele llamar válvulas unidireccionales.

Las válvulas antirretorno son ampliamente utilizadas en tuberías conectadas a sistemas de bombeo para evitar golpes de ariete, principalmente en la línea de descarga de la bomba.

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