As válvulas exercem papel crítico na estabilidade de processos industriais, e qualquer alteração em seu comportamento exige atenção imediata. Entre os sinais mais perceptíveis está o ruído, frequentemente tratado como algo pouco importante, mas que costuma indicar desvios relevantes no escoamento ou no desempenho mecânico do equipamento. Em operação normal, a válvula deve manter o fluxo sob controle com níveis de ruído compatíveis com critérios de saúde ocupacional e de integridade do ativo; níveis que ultrapassem ~100 dBA tendem a acelerar danos e não devem ser aceitos em regime contínuo.
Quando surgem válvulas ruidosas, a questão central é entender o que esse “som” representa. Ele pode estar associado a fenômenos hidráulicos (cavitação, flashing, turbulência e velocidades de saída elevadas) ou a condições estruturais (atrito, folgas, desalinhamento e instabilidade de atuadores). Distinguir essas origens é essencial para evitar diagnósticos superficiais. Em geral, o ruído não é um efeito isolado, mas um alerta claro de instabilidade de processo e / ou de sobrecarga mecânica do conjunto válvula – tubulação. Em líquidos, a cavitação aparece quando a pressão no ponto de veia contraída no interior da válvula cai abaixo da pressão de vapor e volta a subir em seguida; no flashing, a pressão após a válvula permanece abaixo da pressão de vapor, resultando na mudança de estado do fluído, originando a mistura líquido – vapor.
Neste artigo, apresentamos as causas mais frequentes desse tipo de ocorrência, seus riscos e como realizar um diagnóstico realmente confiável, a fim de identificar a causa raiz e adotar ações que preservem eficiência e integridade operacional. Para isso, adotamos recomendações consolidadas de dimensionamento, seleção e aplicação de válvulas, bem como critérios modernos de predição / mitigação de ruído e cavitação.
O que o ruído em válvulas realmente indica
O ruído percebido em uma válvula é, antes de tudo, um sintoma de que o escoamento ou os componentes internos estão fora do comportamento ideal. Ele surge quando o fluido enfrenta condições anormais, como turbulência excessiva, variações abruptas de energia, velocidades na saída da válvula acima do aceitável ou presença de bolhas de vapor (cavitação ou flashing). Em outras situações, é resultado de atrito, desalinhamento ou desgaste mecânico, inclusive por atuação insuficiente do atuador para vencer forças dinâmicas e de fricção. A interpretação correta envolve relacionar pressão diferencial, relação de pressão versus pressão de vapor (xF) e limites de velocidade de saída (u2) no contexto da aplicação.
Essa associação direta entre ruído e instabilidade torna o fenômeno relevante tanto para a operação quanto para a manutenção. Muitas vezes, o som é o primeiro sinal antes de vibração, perda de controle ou danos mais severos. Por isso, tratá-lo apenas como incômodo é negligenciar informações valiosas sobre o processo. Boas práticas recomendam que, na fase de especificação, já se considerem cálculos de ruído conforme normas IEC / ISA aplicáveis e, quando necessário, trims de redução de ruído ou difusores / silenciadores posicionados a jusante (após a válvula) para limitar Mach na saída a ≤ 0,3 em gases e vapores.
Válvulas ruidosas, portanto, são um indicador funcional do que acontece no interior da linha de operação. Interpretar corretamente esse sinal permite antecipar falhas, prevenir desgaste e corrigir distorções que afetam desempenho, eficiência e segurança. Em cenários com cavitação incipiente, limites conservadores de velocidade de saída (tipicamente 3 a 8 m/s para líquidos, conforme fluido e classe de pressão) ajudam a conter vibração e erosão e devem orientar o projeto.
Principais causas de válvulas ruidosas em ambientes industriais
Identificar a causa raiz é o primeiro passo para evitar falhas catastróficas e paradas não planejadas por questões de ruído e vibração, dentre muitas, seguem abaixo os principais elementos que contribuem para este problemas:
Ruído Aerodinâmico (Gases e Vapores)
É a causa mais comum em processos que envolvem ar, vapor ou gases. Ocorre devido à alta velocidade de escoamento do fluido e à turbulência gerada quando o gás se expande rapidamente após passar pelo obturador, em resumo, quando o fluxo atinge velocidades próximas à do som (fluxo crítico ou sonoro), formam-se ondas de choque que geram níveis de ruído extremamente altos, o resultado é a perda de energia do sistema dissipada em forma de vibração de alta frequência, altamente prejudicial para integridade de válvulas, instrumentos e até mesmo para a tubulação (danos por fadiga vibracional).
Fluxo irregular e turbulência
O ruído pode ter origem hidráulica ou mecânica, e identificar essa diferença é fundamental para direcionar a intervenção correta. Em fluxo irregular, a operação fora da faixa ideal de abertura, mudanças abruptas de vazão e dimensionamento inadequado aumentam turbulência e as flutuações de pressão, elevando o nível sonoro.
Cavitação
Em líquidos, a cavitação gera estalos característicos e impactos repetitivos sobre o trim; em flashing, o ruído decorre da expansão contínua até a saída, com mistura bifásica. Em ambos, o risco de erosão e de desgaste prematuro sobe de forma acentuada quando o diferencial de pressão (Δp) e a razão de queda de pressão (xF) ultrapassam limites do serviço e da válvula (danos por impactos mecânicos).
Esforço mecânico elevado nas válvulas
No esforço mecânico, componentes internos submetidos a cargas elevadas (hastes, sedes, atuadores e guias) também geram ruído. Entre as causas estão desgaste, atrito entre peças, problemas de lubrificação e desalinhamento entre atuador e corpo da válvula. A ausência de rigidez suficiente do atuador para vencer torques dinâmicos ao longo de toda a rotação/curso pode produzir instabilidade e oscilações contínuas em busca do set point (hunting), amplificando ruído e vibração.
Instalação inadequada e seleção incorreta
Instalação inadequada e seleção incorreta intensificam o problema, válvulas instaladas em proximidade excessiva a curvas, bombas ou trocadores de calor recebem um fluido com escoamento não plenamente desenvolvido, como consequência, a turbulência induzida e o perfil de velocidade assimétrico resultam em instabilidade na medição de pressão, aumento significativo do ruído hidrodinâmico e vibrações mecânicas que reduzem a vida útil dos componentes internos (trim).
Riscos e consequências de operar com válvulas ruidosas
Manter a operação com ruído contínuo expõe o sistema a riscos que comprometem desempenho, confiabilidade e segurança. Processos com cavitação / flashing ou turbulência intensa provocam erosão, perda de material e danos em assentos e obturadores, reduzindo capacidade de vedação e exigindo intervenções mais frequentes. Oscilações de pressão, vazão ou nível elevam consumo de energia e reduzem a precisão operacional. A vibração associada ao ruído propaga-se para tubulação, suportes e instrumentação, acelerando a fadiga mecânica e aumentando a probabilidade de microfissuras e vazamentos. Para evitar níveis de exposição humana acima do permitido, a predição de ruído deve integrar a especificação do conjunto e orientar medidas de mitigação na fonte e no caminho.
Como diagnosticar válvulas ruidosas
Um diagnóstico eficaz combina análise do fluido, inspeção mecânica e medições de campo. Analisar pressão, vazão e queda de pressão ajuda a identificar instabilidade e a confirmar se a válvula opera dentro dos limites recomendados de característica de fluxo e autoridade (idealmente consumindo entre 30 – 50% do Δp total em vazão normal, com mínimo de 10–15 psi de queda).
Avaliação do comportamento do fluido
A transição de uma inspeção apenas sensorial para um diagnóstico baseado na dinâmica do escoamento permite ao engenheiro antecipar falhas estruturais ao monitorar como a energia do fluido é convertida dentro da válvula. Ao analisar de forma sistemática a pressão, a vazão e o diferencial de pressão real, é possível calcular indicadores críticos, como o fator de queda de pressão para líquidos e o número de Mach para gases. Esses parâmetros revelam se a energia cinética está sendo dissipada por fenômenos destrutivos, como cavitação, flashing ou turbulência sônica.
Nesse contexto, o uso de softwares de dimensionamento de alta fidelidade e de posicionadores digitais com diagnósticos avançados de assinatura de malha torna-se essencial. Essas ferramentas permitem correlacionar os dados históricos do processo com as curvas de desempenho da válvula. Assim, a validação de parâmetros como o Número de Reynolds e as velocidades de saída nas sedes e flanges deixa de ser uma resposta reativa ao ruído e passa a ser uma análise preditiva do envelope operacional. Isso garante que o fluido opere dentro dos limites recomendados por normas internacionais e que qualquer instabilidade seja corrigida por meio de readequação de internos ou ajustes finos de sintonia antes que a vibração comprometa a integridade mecânica do ativo.
Inspeção mecânica
A inspeção mecânica revela desgaste, folgas ou detritos, além de validar calibração e curso do atuador para garantir que o conjunto opere sem sobrecarga. Em serviços com baixa emissão fugitiva, recomenda-se preferir válvulas rotativas quando viável e, se necessário, empregar gaxetas de baixa emissão ou foles de selagem para válvulas de deslocamento linear, conforme a criticidade da aplicação e a sugestões de boas práticas como HON Rule (Hazardous Organic Neshap) visando lidar com soluções em serviços com fluídos nocivos, ou ao CAA (Clean Air Act) que estabelece limites para poluentes atmosféricos.
Análise de ruído e vibração em campo
As medições vibro acústicas traduzem o comportamento mecânico e do fluido em padrões de frequência mais fáceis de interpretar. Em gases e vapores, manter Mach ≤ 0,3 na saída e aplicar divisores de fluxo ou silenciadores conforme cálculo IEC 60534-8 ajuda a reduzir o nível sonoro e a carga dinâmica sobre o plug / obturador, melhorando a estabilidade observada nas análises espectrais, é recomendado o uso de normas como a ISO 10816 (vibração mecânica), porém em alguns casos é possível utilizar as boas práticas de mercado como por exemplo os limites de vibração abaixo:
Vibração > 10-15 mm/s RMS: Nível de atenção. Risco para acessórios (posicionadores e tubings).
Vibração > 25 mm/s RMS: Nível crítico. Risco de fadiga de solda e falha dos internos em curto prazo.
Boas práticas para corrigir ruídos e estabilizar o fluxo
Lembre-se que evitar vibrações é sempre mais eficiente e econômico do que corrigi-las; por isso, priorizar o investimento em engenharia e na análise do custo total de propriedade (TCO) ainda na fase de orçamento garante a escolha de uma solução técnica precisa, evitando que a economia imediata na compra se transforme em custos elevados de manutenção e paradas não planejadas no futuro.
Na seleção e dimensionamento, combine característica de fluxo à dinâmica do sistema: igual porcentagem para grandes variações de Δp e linear quando o Δp da válvula se mantém aproximadamente constante; evite válvulas rotativas em serviço cavitante/erosivo pela maior recuperação de pressão e tendência a cavitação; sempre valide autoridade de válvula e rangeabilidade instaladas.
De todo modo, eis algumas sugestões para corrigir problemas já existentes:
Intervenções que atuem diretamente na origem do problema, combinando ajustes operacionais, correções de instalação e ações de manutenção. Controlar a queda de pressão, suavizar transientes e ajustar a faixa de atuação da válvula ajudam a reduzir instabilidades; quando possível, reduzir head da bomba para o mínimo necessário diminui o ruído e pode evitar o uso de internos especiais.
Quando há cavitação ou ruído excessivo, a adoção de internos especiais e redução de ruído, difusores / silenciadores a jusante e válvulas projetadas para grandes quedas de pressão torna o escoamento mais estável. Em cavitação moderada, ângulo com venturi endurecido e saída revestida ajuda a focar energia no centro da tubulação e a limitar erosão; em cavitação severa, multiestágios anticavitação e materiais endurecidos (por exemplo, stellite / tungstênio) se tornam necessários.
Correções simples de instalação também fazem diferença. Em trims com portas pequenas (antirruído/anticavitação), use peneiras a montante para evitar obstrução; preserve trechos retos a jusante (tipicamente ≥ 10 diâmetros) em serviços sujeitos a cavitação / flashing e respeite limites de velocidade de saída; em válvulas de alta recuperação, evite reducers/cotovelos próximos e considere atuadores com maior rigidez.
Manutenção preventiva e monitoramento contínuo
Manutenção preventiva e monitoramento contínuo são fundamentais. Registrar medições de ruído, vibração e desgaste cria histórico que antecipa falhas; o uso de posicionadores digitais e boosters (quando a dinâmica exigir) melhora resposta, repetibilidade e diagnósticos.
Soluções da SAMSON para estabilidade, controle e redução de ruído
O ruído em válvulas pode surgir em diferentes tipos de processo e geralmente está associado a cavitação, turbulência excessiva, quedas bruscas de pressão ou esforços mecânicos elevados; mitigar o problema começa pela seleção correta e pelo controle cuidadoso de velocidades de saída, relação de pressão e materiais de trim. Em gases e vapores, SAMSON oferece divisores de fluxo (ST I / II / III) e silenciadores que, combinados, reduzem o nível de pressão sonoro (SPL) em até dezenas de dB(A) ao mesmo tempo que limitam Mach na saída a ≤ 0,3; em líquidos, internos anticavitação de estágio único ou múltiplo e placas de atenuação formam soluções integradas para ruído e cavitação.
Os casos com cavitação / flashing, os fluxogramas de seleção e os limites conservadores de u2 / xF da SAMSON ajudam a orientar desde aplicações com cavitação sonora não danosa até cenários críticos que exigem materiais endurecidos e geometria de saída protegida, preservando confiabilidade no longo prazo.
Além dos equipamentos, a SAMSON oferece serviços de engenharia e de diagnósticos para aplicação, dimensionamento e comissionamento de válvulas de controle, incluindo cálculos de ruído conforme IEC, verificação de cavitação/flashing com limites de xF u2 e ensaios em bancada. Nosso time apoia a revisão de dados de processo, otimiza o Δp alocado à válvula e recomenda trims e acessórios para manter estabilidade, range e integridade mecânica.
O C‑SAM (Software de cálculo de válvulas) foi projetado para auxiliar no dimensionamento e para suportar projetos desde a fase conceitual até a operação assistida, acelerando decisões técnicas com dados e simulações alinhados às melhores práticas.
Para monitorar a “saúde” das válvulas em operação, o SAM VALVE MANAGEMENT agrega diagnósticos de posicionadores digitais e eventos de processo para identificar atrito, histerese, instabilidade, degradação de vedação e desvios de desempenho, permitindo intervenções orientadas por condição e aumentando a disponibilidade do ativo.
O ASSET ENTRY simplifica a gestão da base instalada, inclusive de válvulas de outros fabricantes, centralizando dados técnicos, histórico de manutenções, sobressalentes e recomendações de engenharia para padronizar intervenções e reduzir tempo de resposta.
E para monitoramento preditivo de toda a planta, o SAM GUARD aplica análise avançada sobre sinais existentes (instrumentação e controle) para detectar anomalias de processo de forma precoce, apoiar investigações de causa raiz e priorizar ações de manutenção com foco em risco operacional e impacto financeiro.
Conte com nossos serviços de engenharia e diagnóstico para transformar ruído em dados e dados em decisões.
Válvulas ruidosas nunca devem ser tratadas como um efeito isolado. Compreender sua origem e selecionar dispositivos adequados ao regime real de operação é essencial para preservar a integridade da planta e garantir continuidade produtiva. Se sua instalação demanda maior estabilidade, controle preciso e performance consistente, conheça as soluções da SAMSON, incluindo válvulas reguladoras auto operadas para respostas imediatas e válvulas de controle com internos especiais para redução de ruído e anti cavitação.