Na maioria dos circuitos de energia hidráulica e de ar são utilizadas válvulas para controlar a direção, a taxa e a pressão nas linhas de fluido. Existem diversos tipos, cada um com uma finalidade específica. Algumas podem regular o fluxo, enquanto ainda permitem que ele passe por outra seção, enquanto outras são projetados para simplesmente permitir que o fluxo passe, pare ou mude de direção.
“As válvulas de controle são instrumentos mecânicos utilizados para controlar as condições de um processo, por meio da variação do tamanho da passagem do fluxo. Esses elementos são conhecidos na terminologia técnica como elementos finais de controle – explica Rodrigo Bonas, gerente de desenvolvimento de negócios na divisão de Flow Control da Valmet. 
Nesse sentido, são itens indispensáveis no processo produtivo, pois regulam, isolam, iniciam, interrompem e alteram a direção dos fluidos. Além disso, as válvulas também podem aliviar o excesso de pressão em sistemas de tubulação ou vasos pressurizados, desempenhando um papel fundamental na segurança e no equilíbrio das plantas industriais, protegendo os colaboradores e o meio ambiente. 
Uma válvula de controle normalmente é composta por três partes principais: o Atuador, o Posicionador de Válvula e o Corpo. O Atuador é o instrumento que movimenta o elemento modulador, também chamado de obturador.  O Posicionador garante que a válvula atinja a abertura desejada. Por fim, o Corpo contém o elemento modulador. A abertura ou fechamento das válvulas de controle é geralmente feita por atuadores elétricos, hidráulicos ou pneumáticos. 
Além de bloquear o fluxo reverso, também podem impedir a mistura de substâncias químicas nocivas. O controle é realizado como o posicionando do obturador que vai determinar a vazão do fluido que escoará pela válvula, onde o principal objetivo é manter uma variável do processo o mais próximo possível do ponto de ajuste desejado, sendo os mais comuns a taxa de fluxo, pressão, nível e temperatura.
A escolha correta do tipo de válvula, bem como das especificações (materiais resistentes à aplicação, certificações normativas, classe de pressão e vedação) proporciona eficiência produtiva, economia energética, segurança e baixo custo de manutenção, evitando paradas inesperadas, acidentes e garantindo confiabilidade da operação. 

Como funcionam
O fluxo é diretamente proporcional à velocidade e a pressão é diretamente proporcional à força. Cada ação tem uma espécie de reação: aumentando o fluxo em um atuador, aumentará sua velocidade; aumentando a pressão disponível, aumentará a força disponível para essa função. 
O fluxo altera a velocidade, a pressão altera a força e a posição da válvula altera a direção do atuador. Nesse sentido, as válvulas de controle de fluxo funcionam exigindo um diferencial de pressão entre a montante e a jusante.
São conectadas para controlar a pressão que sai do escape. Isso faz com que a pressão do ar expulse, através de uma mangueira de conexão a uma taxa reduzida, não exaurindo diretamente e sim percorrendo a válvula com uma resistência aumentada. O ajuste controlará a taxa de exaustão e a velocidade de extração do furo será controlada. 
O ar que atravessa normalmente é colocado através do escape, forçando a passagem por um caminho de resistência, onde só é permitido viajar em uma direção diretamente por pressão total. 
A válvula de controle de fluxo pode ser acionada através de um atuador elétrico, hidráulico ou pneumático. Para isso, utiliza-se um sinal externo de comando para o controle do posicionamento da válvula, podendo este sinal ser: 4-20 mA ou 0-20 mA; sinal discreto em corrente contínua; comunicação Profibus; comunicação Hart; comunicação Fieldbus; entre outros.
Para se especificar corretamente a válvula se faz necessário importantes informações de processo tais como, pressão de trabalho, pressão na entrada e saída da válvula, range de vazão requerido para controle, estado do fluido; temperatura do fluido e diâmetro da tubulação.

Tipos de válvulas e principais cuidados
As válvulas podem ser utilizadas em diversos setores da indústria. Segundo Bonas, existem vários tipos, tradicionais, de globo, esfera, borboleta e gaveta, cada uma com finalidades diferentes. Isso porque, a escolha depende do objetivo do controle, que pode ser regulagem, aceleração, diminuição do fluxo ou alteração em algum formato ou forma. 
Válvulas de Controle Tradicionais: essas válvulas usadas para controlar condições como fluxo, pressão, temperatura e nível de líquido, abrindo ou fechando total ou parcialmente. São o tipo mais básico, de design e capacidades simples, onde o controle de fluxo é limitado a “totalmente aberto”, “totalmente fechado” ou “totalmente comutado”.
Válvulas de Controle de Agulhas: Nesse caso, a válvula não é compensada por pressão. O fluido entrará e será forçado a fazer dois giros de noventa graus e há uma agulha na válvula no caminho do fluido. Basicamente, cria um diferencial de pressão entre a montante e a jusante. Ao variar o quanto a agulha está dentro ou fora do caminho, é possível alterar a taxa de fluxo, controlando o tamanho do orifício a fim de permitir mais ou menos substância.
Por outro lado, uma das maiores deficiências nesse caso é que ela restringe a taxa de fluxo em ambas as direções. Para o uso no controle de velocidade de um pistão de um cilindro de ar em movimento para a frente, ele também irá restringir o movimento no curso de retorno.
Válvulas de esfera: Esses tipos de válvulas têm uma esfera perfurada, oca e pivotante que é usada para controlar o fluxo. Ele se abre quando o buraco da bola se alinha com o fluxo e fecha quando ele é girado 90 graus por meio do manípulo da válvula. Essas, por sua vez, são muito confiáveis e duráveis, mesmo depois de passar por muitos ciclos.
Válvulas de Borboleta: São usadas com a finalidade de regular ou isolar o fluxo. Tem um princípio de operação semelhante a uma válvula de esfera, no sentido de que ela é projetada para um desligamento rápido, se necessário. 
Existe um disco localizado no centro do tubo e uma haste conectada a um atuador que é passado pelo disco. Com válvulas borboleta, o disco está sempre presente no fluxo, ou seja, uma queda de pressão é sempre induzida, independentemente do posicionamento da válvula.
Válvula global: Esse tipo de equipamento é projetado para regular o fluxo em uma tubulação. Tem um assento de anel estacionário e tem um elemento do tipo disco que é conhecido como um plug. O nome é derivado de sua forma de corpo esférica anteriormente típica e tem duas metades do corpo que são separadas por um defletor interno. 
Esses tipos são usados em aplicações que exigem operação e regulagem frequentes e estão sempre invertidas, como o caso de encanamento. Além disso, podem ser utilizadas para o fluxo superior.
Vale destacar que para um melhor resultado, é importante realizar um estudo detalhado e levantar os dados do processo em que a válvula será utilizada para especificar o tipo/modelo, as normas de construção, os materiais construtivos e instrumentos de acionamento de abertura e fechamento adequados. Além disso, a instalação de equipamentos digitais nas válvulas pode permitir a coleta de dados para auxiliar no diagnóstico precoce de falhas e no planejamento de manutenção.   
A decisão entre manutenção ou troca depende da situação em questão. Em casos em que ocorre durante uma parada planejada de manutenção da fábrica, geralmente é realizado um diagnóstico preliminar nas válvulas para identificar aquelas com anomalias de operação que precisam passar por manutenção. 
“Na parada geral da fábrica, as válvulas são retiradas do local de instalação, desmontadas e recebem peças sobressalentes recomendadas pelo fabricante. Do contrário, caso ocorra uma falha na válvula durante um período normal de operação da fábrica, a opção mais comum é a troca completa. Isso visa encurtar o tempo de parada de produção, minimizando a perda de produção e garantindo a segurança do processo” – enfatiza Bonas. 
É importante ressaltar que no caso das válvulas utilizadas em aplicações com oxigênio em plantas industriais pouco diferem das demais válvulas em relação à seleção ou especificação. A principal diferença e cuidado está no processo de fabricação. Quando a concentração de O2 é muito alta, próxima de 100%, o gás se torna altamente inflamável. 
Portanto, durante a fabricação e montagem dessas válvulas, são tomados cuidados extremos para garantir a remoção total de resíduos e impurezas. “Normas, certificações, processo de fabricação e embalagem específicos são necessários para evitar que resíduos, como graxas e derivados de petróleo, ou impurezas estejam presentes no interior das válvulas” – finaliza o gerente da Valmet. 
 

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