El recubrimiento negativo (underlap), el recubrimiento positivo (overlap) y el recubrimiento nulo (zero-lap) describen cómo se alinean las aristas de dosificación de una válvula cerca de la posición neutra del carrete. El recubrimiento negativo deja una abertura inicial, el positivo exige un desplazamiento antes de que se abra una arista y el nulo sitúa en neutro el umbral de apertura ideal. Estas geometrías influyen en las fugas y en el caudal para señales pequeñas, pero no determinan por sí solas el comportamiento del cilindro.
Los ingenieros también deben evaluar el mapa de vías de la válvula, el accionamiento del carrete, la realimentación, la capacidad de caudal, las condiciones de presión, las tuberías, la fricción del cilindro, la carga y el controlador. Esta distinción resulta especialmente importante alrededor del punto neutro, donde un diagnóstico atribuido al recubrimiento podría ocultar la banda muerta de una válvula proporcional o un fallo en otra parte del eje neumático.
Puntos clave
- Las tres condiciones de recubrimiento describen la geometría de las aristas, no las funciones completas de la válvula.
- El recubrimiento negativo añade una abertura en la zona neutra, mientras que el positivo exige desplazar el carrete antes de descubrir la arista seleccionada.
- El recubrimiento nulo no puede hacer que la conmutación neumática sea instantánea.
- Un centro nominalmente cerrado puede seguir presentando fugas por la válvula, el cilindro o las conexiones; las cargas peligrosas requieren una función de retención validada por separado.
¿Qué describe realmente el recubrimiento del carrete?
Moog identifica tres condiciones de las aristas de control: recubrimiento positivo, corte nulo o recubrimiento cero y recubrimiento negativo. Su guía define el recubrimiento por el desplazamiento que debe recorrer el carrete antes de que se abra una arista de control, un enfoque más útil que comparar de forma simplificada la anchura total del resalte y de la vía (Moog, Válvulas electrohidráulicas: una visión técnica, consultado en 2026).
El recubrimiento del carrete es la relación geométrica con signo entre una arista de control identificada del carrete y la arista correspondiente de la vía en una posición neutra definida. Esta relación indica si el paso está inicialmente abierto, alineado o cubierto. Deben indicarse el convenio de signos y la carrera de referencia porque los catálogos no siempre expresan el recubrimiento en las mismas unidades. Los carretes distribuidores contienen varios resaltes, ranuras y aristas de dosificación. Cada arista relevante controla un paso concreto, como el de alimentación a una vía de trabajo o el de una vía de trabajo al escape. Por tanto, cada valor de recubrimiento corresponde a un par de aristas identificado y a una referencia neutra definida. Algunas válvulas pueden tener cortes efectivos diferentes en aristas distintas o una característica asimétrica intencionada.
Utilice el siguiente convenio de signos al describir una arista de dosificación:
- Recubrimiento positivo u overlap: la arista permanece cubierta en neutro, por lo que el carrete debe desplazarse antes de que se abra ese paso.
- Recubrimiento nulo o corte nulo: las aristas de la vía y de control coinciden idealmente en la referencia neutra. El modelo geométrico no contempla una abertura inicial intencionada ni un intervalo de recorrido cubierto, aunque siguen existiendo holguras y tolerancias reales.
- Recubrimiento negativo o underlap: la arista de control ya ha sobrepasado la arista de la vía antes de que el carrete alcance su referencia neutra. Ya existe una abertura finita, lo que modifica la curva de caudal en neutro y puede aumentar la ganancia para señales pequeñas en ese paso.
El recubrimiento no permite identificar qué vías están conectadas. Para ello se necesitan el símbolo del circuito de la válvula, el mapa de vías en neutro y los datos de caudal del fabricante.
El recubrimiento del carrete y la función central de la válvula son especificaciones distintas
La ficha técnica de la MPYE de Festo de 2025 indica una posición central cerrada 5/3, un carrete con control de posición, cinco tamaños nominales y opciones de mando analógico independientes. Son campos distintos porque el símbolo de la válvula define las conexiones de las vías en neutro, mientras que la geometría de dosificación y la electrónica determinan cómo entra y sale la válvula de esa condición (Festo MPYE, 2025).
La condición central responde a una pregunta del circuito: ¿qué conexiones nominales existen cuando la válvula mandada está centrada? Según su diseño, una válvula 5/3 puede bloquear las vías de trabajo, conectarlas al escape, conectarlas a la alimentación o utilizar otra disposición definida. El recubrimiento del carrete responde a una pregunta local de transición: ¿cuánto debe desplazarse una arista concreta antes de empezar a abrirse?
Esta distinción evita tres errores habituales de especificación:
- El recubrimiento negativo no implica automáticamente una válvula de centro abierto. El corte completo del carrete determina qué vías quedan conectadas.
- El recubrimiento positivo no demuestra un bloqueo estanco. La arista de dosificación cubierta es solo un límite; la holgura radial, las juntas, los conductos de pilotaje, la contaminación, el desgaste, los racores y el cilindro también contribuyen a las fugas.
- El recubrimiento nulo no crea un interruptor eléctrico instantáneo. Describe un umbral mecánico ideal en determinadas aristas. El aumento de corriente del solenoide, la inercia del carrete, la electrónica, el volumen de aire, la formación de presión, la fricción de arranque, la carga y la realimentación siguen determinando cuándo se mueve el cilindro.
Para examinar con más detalle las conexiones nominales de las vías, compare las condiciones centrales de las válvulas de tres posiciones. Para una parada intermedia real, la guía de retención de cilindros con válvula de cinco vías y tres posiciones explica por qué un centro cerrado no puede garantizar una deriva nula.
Trate el recubrimiento y la condición central como dos ejes de la especificación de la válvula. Un símbolo de circuito sin curva de caudal en neutro es insuficiente para un control fino, mientras que una etiqueta de recubrimiento sin mapa de vías es insuficiente para describir el comportamiento del circuito. Solicite ambos.
¿Cómo modifica el recubrimiento negativo la respuesta del cilindro cerca del punto neutro?
La guía de potencia fluida de Moog indica que una arista de control con recubrimiento negativo no está completamente cerrada en neutro, mientras que su nota de aplicación describe este recubrimiento como una forma de modificar el caudal y la ganancia de presión en la zona del punto nulo. Estos principios explican la geometría, pero los porcentajes hidráulicos o las afirmaciones sobre amortiguación no deben trasladarse directamente a cilindros de aire comprimido (nota de Moog sobre el corte del punto nulo, 2004).
En una arista de dosificación identificada, el recubrimiento negativo crea una abertura útil antes de que el carrete cruce el centro nominal. Esto aumenta la ganancia de caudal para señales pequeñas y elimina en esa arista un intervalo intencionado de recorrido cubierto. En un eje neumático proporcional, el controlador puede influir así en el caudal másico de las cámaras con desplazamientos menores del carrete alrededor del punto neutro. Esto no garantiza un movimiento suave del cilindro. El caudal de aire a través de la válvula sigue dependiendo de las presiones absolutas aguas arriba y aguas abajo, el área efectiva de apertura, la temperatura y si la restricción trabaja en régimen estrangulado. La aceleración del cilindro depende después de la presión de las cámaras, el área del pistón, la carga, la fricción, el volumen de aire y la conductancia del escape.
El recubrimiento negativo también puede aumentar el consumo en la zona neutra o el caudal entre vías cuando el corte completo del carrete crea un paso. El criterio de aceptación correcto es el caudal medido en neutro con presiones de alimentación y aguas abajo especificadas, no la palabra «underlap». Si la válvula tiene varias aristas de dosificación, pregunte si el corte indicado se aplica simétricamente a las aristas de alimentación y escape.
En posicionamiento en lazo cerrado, el recubrimiento negativo puede reducir una zona muerta geométrica y, a la vez, aumentar la sensibilidad del controlador a pequeños errores de mando, desviaciones o ruido. Puede resultar útil, pero solo si la curva de caudal en neutro de la válvula coincide con el diseño del lazo. Los límites del posicionamiento servoneumático siguen siendo una cuestión del sistema completo.
¿Qué mejora el recubrimiento positivo y qué sacrifica?
Moog documenta ejemplos de recubrimiento positivo del 3 % al 20 % de la carrera nominal en servoválvulas y válvulas proporcionales hidráulicas. Moog relaciona un mayor recubrimiento con menos fugas en la posición central, pero también con más recorrido antes de que responda el actuador. Estas cifras ilustran una compensación, no un intervalo de selección neumático, porque el medio, la presión, el diseño del carrete y las definiciones de ensayo son distintos (guía técnica de Moog, consultada en 2026).
El recubrimiento positivo cubre intencionadamente la arista seleccionada en neutro. Antes de que empiece el caudal, el mando debe desplazar el carrete a través de esa región cubierta. Esto crea una zona muerta geométrica en la relación entre mando y apertura, salvo que la electrónica del carrete la compense. Entre las posibles ventajas prácticas se encuentran un menor caudal en neutro a través de las aristas correspondientes y una zona neutra menos sensible. Los costes pueden incluir un inicio de la dosificación más tardío, un cambio más pronunciado del área efectiva de apertura una vez descubierta la arista y una no linealidad que el controlador externo de posición o velocidad debe atravesar en ambos sentidos.
No convierta la distancia de recubrimiento en un retardo fijo. El tiempo depende de la rapidez con que el carrete alcance el umbral de apertura. Influyen la fuerza del solenoide, la fuerza del muelle, las fuerzas de presión, el control de corriente, la realimentación, el filtrado, la temperatura, la contaminación y la pendiente del mando. Un mismo recubrimiento geométrico puede producir comportamientos distintos entre mando y caudal en dos familias de válvulas.
El recubrimiento no puede bloquear un cilindro. Incluso con un centro nominalmente cerrado, el aire puede migrar por las holguras de la válvula, las juntas del cilindro, las conexiones de los tubos o los accesorios. Una carga vertical o peligrosa necesita una estrategia de retención y seguridad específica para la aplicación, no la suposición de un recubrimiento mayor.
Por qué el recubrimiento nulo no proporciona un control instantáneo del cilindro
Moog define el recubrimiento nulo como unas aristas de control alineadas sin una banda muerta intencionada en la zona del punto nulo dentro del contexto de sus válvulas. Sin embargo, Festo especifica una histéresis máxima del 0,4 % del recorrido del carrete y una frecuencia límite, según el modelo, de 70 a 115 Hz para una familia neumática MPYE. La geometría, la histéresis y la respuesta dinámica siguen siendo especificaciones distintas (Moog, 2004; Festo, 2025).
Idealmente, una arista con recubrimiento nulo empieza a abrirse en cuanto el carrete abandona el punto neutro. El equipo real sigue presentando tolerancias de fabricación, holgura radial, fricción, efectos magnéticos, resolución del sensor, errores de calibración, desgaste, contaminación y variaciones térmicas. Por tanto, «recubrimiento nulo» debe interpretarse como un corte nominal, no como prueba de una zona muerta medida nula o de ausencia de fugas. Tampoco una apertura geométrica inmediata implica un movimiento inmediato del cilindro. Primero, el mando eléctrico se convierte en corriente. Después, el carrete acelera, el caudal cambia, aumenta la presión de las cámaras, la fuerza neta supera la fricción de arranque y la carga, y la masa empieza a moverse. Cada etapa tiene su propio retardo y ancho de banda.
La realimentación del carrete solo cierra el lazo interno. Ese sensor interno no mide la posición del cilindro, salvo que también exista un lazo externo con un sensor de desplazamiento. La guía de realimentación de posición del carrete separa estos dos límites de realimentación.
El recubrimiento nulo no es automáticamente la mejor elección. Los diseñadores suelen seleccionarlo cuando necesitan una gran respuesta a señales pequeñas alrededor del punto neutro y pueden gestionar las fugas, las tolerancias y la sensibilidad del lazo de control. Las aplicaciones de conmutación, las sujeciones lentas y los ejes servo tienen criterios de aceptación diferentes.
¿Cómo afectan las distintas opciones de recubrimiento al eje completo del cilindro?
La familia MPYE de Festo abarca caudales nominales de 100 a 2.000 L/min y frecuencias límite de 70 a 115 Hz en los tamaños indicados. Esta dispersión muestra por qué el recubrimiento no permite predecir por sí solo la velocidad o el tiempo de estabilización del cilindro. La capacidad de la válvula, la respuesta dinámica, la relación de presiones, el volumen de las cámaras, la carga y la realimentación deben evaluarse conjuntamente (Festo MPYE, 2025).
| Pregunta de selección | Tendencia con recubrimiento negativo | Tendencia con recubrimiento nulo | Tendencia con recubrimiento positivo | Qué debe verificarse |
|---|---|---|---|---|
| Apertura cerca del punto neutro | Abertura inicial finita en la arista identificada | La apertura comienza en la referencia nominal | Se requiere recorrido antes de la apertura | Curva medida entre mando y caudal |
| Caudal en la zona neutra | Puede ser mayor | Depende de la holgura y de la precisión del corte | Puede ser menor en la arista controlada | Fuga o caudal en neutro a las presiones indicadas |
| Sensibilidad a mandos pequeños | Mayor | Alta cerca de la referencia ideal | Menor dentro de la región cubierta | Ganancia, resolución, ruido y estabilidad |
| Zona muerta geométrica | Sin intervalo cubierto en esa arista | Idealmente minimizada | Intervalo cubierto intencionado | Umbrales en ambos sentidos |
| Retención del cilindro | No queda establecida por el recubrimiento | No queda establecida por el recubrimiento | No queda establecida por el recubrimiento | Ruta completa de fugas y dispositivo de retención |
| Respuesta dinámica del cilindro | Depende del sistema | Depende del sistema | Depende del sistema | Ensayos de escalón e inversión con carga |
Dos válvulas con el mismo recubrimiento nominal pueden comportarse de forma diferente si una está sobredimensionada. Un equipo sobredimensionado puede entregar un gran cambio de caudal inmediatamente después de abrirse una arista de control, lo que dificulta el control a baja velocidad aunque su zona muerta geométrica sea pequeña. Por tanto, el dimensionamiento de la válvula y el recubrimiento deben revisarse conjuntamente, pero responden a preguntas distintas. La mecánica del cilindro también puede dominar. La fricción de arranque de las juntas puede ocultar un pequeño cambio de caudal hasta que la presión de la cámara aumente lo suficiente para mover la carga. Las tuberías largas pueden retrasar la respuesta de presión. Los cambios de carga externa pueden modificar el mando necesario para mantener la misma velocidad. Si la máquina oscila cerca del punto neutro, revise toda la cadena de control antes de modificar el corte del carrete o el ajuste PID.
Ensayo de puesta en marcha para el comportamiento relacionado con el recubrimiento
La guía de seguridad de Festo advierte que un cilindro detenido neumáticamente puede moverse después de parar porque los componentes individuales presentan fugas. La misma guía trata la sujeción mecánica como un canal independiente en una arquitectura de seguridad servoneumática. Por tanto, los ensayos en neutro deben caracterizar el comportamiento del control sin presentar el aire atrapado ni el recubrimiento del carrete como un método de retención con categoría de seguridad (guía de seguridad de Festo, consultada en 2026).
Realice el ensayo desde la válvula hacia el exterior:
- Confirme la válvula. Registre el código completo del modelo y la opción de carrete.
- Estabilice las condiciones. Caliente la válvula, fije la presión de alimentación, documente la presión aguas abajo, utilice la calidad de aire especificada y registre la temperatura.
- Mida el caudal en neutro de forma segura. Con una instalación adecuada aguas abajo, ensaye cada paso relevante de alimentación a trabajo, de trabajo a escape y entre vías. Indique las presiones de ambas vías, el rango del instrumento, el límite de detección, el medio y el sentido del caudal.
- Mapee los umbrales de apertura. Aplique rampas en ambos sentidos mientras registra el mando, la corriente de la bobina, la realimentación del carrete cuando esté disponible y el caudal o la presión en las vías.
- Aplique pequeños escalones e inversiones. Separe una zona muerta de desplazamiento del retardo eléctrico, el tiempo de desplazamiento del carrete, la histéresis, el ruido, el filtrado del controlador y el umbral propio del instrumento.
- Conecte el cilindro. Registre en una misma base temporal las presiones de ambas cámaras, la posición del cilindro, la velocidad, la carga útil, la orientación, las guías, las fuerzas externas, la presión de alimentación en la válvula y las condiciones de escape.
- Repita el ensayo en todo el rango operativo. Incluya la presión de alimentación mínima permitida, la carga máxima, el equilibrio térmico, una cadencia de ciclo realista, el arranque, las orientaciones de montaje relevantes, los consumidores de aire simultáneos y los controles previstos de calidad del aire. Repita cualquier condición que modifique la curva en neutro.
- Valide la retención por separado. Demuestre la función exigida por la evaluación de riesgos.
Según nuestra experiencia, la forma más rápida de separar fallos es representar conjuntamente el mando, la posición del carrete, las presiones de ambas cámaras y la posición del cilindro. Si el carrete cruza el punto neutro pero el caudal no cambia, inspeccione el límite de dosificación. Si el caudal cambia pero el pistón permanece inmóvil, la fricción de arranque, la carga o el volumen atrapado se han convertido en el límite dominante.
Solicite curvas, no adjetivos.
La RFQ debe especificar la fuga o el caudal en neutro, la definición de recubrimiento positivo o negativo, las tolerancias, las curvas de mando a carrete y de mando a caudal, la histéresis, el umbral, la repetibilidad, la respuesta en frecuencia, la posición de fallo, los requisitos de calidad del aire y las condiciones exactas asociadas a cada valor.
Identifique primero el límite.
Un criterio de aceptación útil especifica la respuesta entre mando y carrete, entre mando y caudal o entre mando y cilindro. «Precisión con recubrimiento nulo» no identifica ninguna de ellas. Exigir la entrada, la salida, el sentido, la presión, la carga y el umbral de detección convierte una etiqueta comercial en una especificación verificable.
Preguntas frecuentes sobre el recubrimiento del carrete: ¿qué deben verificar los ingenieros?
Las tres etiquetas de recubrimiento describen la geometría de las aristas de dosificación, mientras que un eje neumático completo contiene al menos cinco niveles de respuesta, desde el mando eléctrico hasta la retención de la carga. Estas cinco respuestas mantienen las compras y el diagnóstico centrados en límites medibles, en lugar de suponer que un solo término de recubrimiento predice las fugas, la precisión de posicionamiento, el tiempo de respuesta o las prestaciones de seguridad (Festo MPYE, 2025).
¿El símbolo de la válvula permite saber si el carrete tiene recubrimiento negativo o positivo?
Por lo general, no. El símbolo identifica las conexiones nominales entre vías y las posiciones de conmutación, pero no el corte dimensional ni la curva de caudal en neutro de cada arista de dosificación. Consulte la ficha técnica del modelo o solicite al fabricante datos sobre recubrimiento, fuga en neutro, umbral y relación entre mando y caudal para unas condiciones de presión definidas.
¿El recubrimiento positivo impide que un cilindro derive?
No. El recubrimiento positivo puede reducir el caudal a través de determinadas aristas en neutro, pero la holgura radial, las juntas de la válvula, los conductos de pilotaje, las juntas del cilindro, los racores y la compresibilidad del aire atrapado siguen influyendo en la deriva. Festo señala que un cilindro detenido neumáticamente puede moverse debido a las fugas de los componentes. Las cargas peligrosas necesitan un método de retención y seguridad validado por separado.
¿El recubrimiento nulo es siempre la mejor opción para el posicionamiento servoneumático?
No. El recubrimiento nulo puede minimizar la zona muerta geométrica intencionada, pero la elección útil depende de la ganancia de caudal, las fugas, el dimensionamiento de la válvula, la realimentación, la carga, la fricción, la relación de presiones, el ancho de banda del controlador y la estabilidad. Compare curvas medidas y ensayos del eje con carga. No traslade directamente porcentajes de corte de carretes hidráulicos a una especificación neumática.
¿Puede ajustarse el recubrimiento del carrete en campo?
Normalmente no en una válvula de producción estándar. El recubrimiento queda definido por la geometría del carrete, la camisa o el cuerpo, la referencia de montaje y la calibración de fábrica. Algunas válvulas o electrónicas especializadas permiten ajustar el punto nulo o la ganancia, pero esos controles no modifican físicamente el corte de cada arista de dosificación. Siga el procedimiento exacto de ajuste y validación del fabricante.
¿Qué datos debe solicitar una RFQ sobre el recubrimiento del carrete?
Solicite el código completo del modelo, la función central, la definición del recubrimiento para cada arista, la tolerancia, la fuga o el caudal en neutro, los umbrales de apertura en ambos sentidos, la histéresis, la repetibilidad, los rangos de mando y realimentación, la respuesta en frecuencia, las condiciones de presión y calidad del aire y la posición de fallo. Añada un ensayo de aceptación del cilindro con carga cuando el movimiento de la máquina sea la salida final controlada.
Fuentes y referencias técnicas
Estas cinco referencias de fabricantes separan la geometría de las aristas del carrete, la función de la válvula neumática, la dinámica del eje completo y la seguridad de retención. Los documentos de Moog tratan sobre válvulas electrohidráulicas, por lo que este artículo solo los utiliza para explicar principios generales de dosificación mediante carrete y no traslada sus niveles de presión, tasas de fuga ni recomendaciones porcentuales a equipos neumáticos.
- Moog, Válvulas electrohidráulicas: una visión técnica. Consultado el 22/07/2026.
- Moog, Corte del punto nulo personalizado y rendimiento optimizado, 2004. Consultado el 22/07/2026.
- Festo, Válvula distribuidora proporcional MPYE, 03/2025. Consultado el 22/07/2026.
- Festo, Directrices de ingeniería de seguridad: parada con válvulas antirretorno. Consultado el 22/07/2026.
- Festo, Función de seguridad para servoneumática. Consultado el 22/07/2026.