¿Qué son las válvulas PWM?

Las válvulas PWM son válvulas controladas electrónicamente que operan mediante una señal de modulación por ancho de pulso.

Su nombre deriva de la sigla en inglés de Pulse Width Modulation, que significa Modulación por Ancho de Pulso.

¿Cómo funcionan?

En lugar de abrirse o cerrarse completamente, las válvulas PWM funcionan con pulsos eléctricos de alta frecuencia que regulan el tiempo en que la válvula permanece abierta en cada ciclo.

La proporción de tiempo en que la válvula está abierta frente al tiempo total del ciclo se conoce como ciclo de trabajo (duty cycle) y este valor determina el caudal del fluido.

Por ejemplo, si una válvula tiene un ciclo de trabajo del 50%, significa que está abierta la mitad del tiempo y cerrada la otra mitad, lo que permite un control preciso del flujo sin necesidad de componentes mecánicos complejos.

¿Dónde se desarrollaron?

El concepto de modulación por ancho de pulso tiene sus orígenes en la ingeniería electrónica, con aplicaciones en circuitos de conmutación y control de motores.

Las primeras aplicaciones de válvulas PWM comenzaron a desarrollarse en la industria automotriz y en la automatización industrial, donde se necesitaba un método eficiente y preciso para regular el flujo de fluidos sin un desgaste excesivo de los componentes mecánicos.

Empresas líderes en el desarrollo de sistemas hidráulicos y neumáticos, como Bosch, Parker Hannifin y Festo, han sido pioneras en la implementación de esta tecnología en sectores como la maquinaria pesada, la aviación, la robótica y la manufactura automatizada.

¿Para qué sirven las válvulas PWM en pulverización?

Las válvulas PWM se han convertido en una tecnología clave en los sistemas de pulverización agrícola e industrial, ya que permiten un control preciso del caudal de líquido, sin depender exclusivamente de la presión. A continuación, exploramos su aplicación en este campo:

En los sistemas de pulverización, la cantidad de líquido aplicada depende de tres factores principales:

• Presión del líquido

• Tamaño de la boquilla

• Tiempo de apertura de la válvula

Las válvulas PWM regulan la cantidad de líquido pulverizado al controlar el tiempo de apertura de la válvula mediante pulsos electrónicos.

En lugar de variar la presión para ajustar el caudal (lo cual puede afectar la uniformidad de la aplicación), estas válvulas abren y cierran rápidamente durante cada ciclo de trabajo, permitiendo una regulación precisa sin alterar el tamaño de las gotas.

¿Qué ventajas suponen?

Las principales ventajas de las válvulas PWM en pulverización son:

• Precisión en la aplicación. Mantienen un tamaño de gota uniforme, evitando sobreaplicaciones o deficiencias en la cobertura.

• Ahorro de producto. Permiten reducir el desperdicio de herbicidas, insecticidas o fertilizantes líquidos al ajustar el caudal con exactitud.

• Mayor eficiencia a diferentes velocidades. En sistemas tradicionales, si el vehículo agrícola cambia de velocidad, la cantidad de producto aplicado varía. Con válvulas PWM, se mantiene constante el volumen de pulverización sin afectar la presión.

• Menos deriva de pulverización. Al mantener estable el tamaño de gota y evitar el uso de presiones excesivas, se minimiza la deriva, lo que es clave en la protección del medio ambiente.

• Compatible con tecnología de precisión. Se integran fácilmente con sistemas GPS y controladores de pulverización que ajustan el caudal de forma automatizada, optimizando la aplicación en función de mapas de prescripción.

¿En qué otros sectores se utilizan?

Además de su uso en tareas agrícolas, las válvulas PWM tienen diversas aplicaciones en la industria y en sistemas de control:

• Control de fluidos en sistemas hidráulicos y neumáticos: Se utilizan para regular la presión y el flujo en maquinaria industrial, grúas, sistemas de frenado y suspensiones activas.

• Automoción: En vehículos modernos, se emplean en sistemas de inyección de combustible, control de turbo, frenos ABS y dirección asistida.

• Aeronáutica y Espacial: Se usan en el control de fluidos hidráulicos en aviones y cohetes para ajustar el flujo de combustible y otros sistemas críticos.

• Electrónica y Robótica: Se integran en sistemas de control de actuadores y válvulas de precisión para automatización de procesos industriales y robóticos.

• Medicina: En dispositivos como respiradores y bombas de infusión, permiten el control exacto del flujo de gases o líquidos.

Conclusión

Las válvulas PWM representan una solución avanzada y eficiente para el control de fluidos en diversos sectores industriales.

Su capacidad de regular el flujo mediante señales de modulación por ancho de pulso permite un control preciso, menor desgaste y mayor eficiencia energética.

Gracias a estas ventajas, se han convertido en un estándar en industrias como la automotriz, la aeronáutica y la automatización industrial.

Su continuo desarrollo promete mejoras en la eficiencia y nuevas aplicaciones en la tecnología del futuro.